亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于ARM Cortex-M3的高速誤碼測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2013-06-29 01:47:24聰,謝
        電視技術(shù) 2013年5期
        關(guān)鍵詞:誤碼微控制器測(cè)試儀

        吳 聰,謝 虎

        (1.重慶郵電大學(xué)信號(hào)處理與片上系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400065;2.上海欣諾通信技術(shù)有限公司,上海 201613)

        受3G、三網(wǎng)融合以及各種新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的逐漸普及的影響,通信行業(yè)正在經(jīng)歷從以往的語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)為主向大力發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型,通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量大幅增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)電信估計(jì),未來(lái)5年骨干網(wǎng)流量每年將增加56% ~80%,因而我國(guó)骨干網(wǎng)帶寬需要擴(kuò)大10~20倍。目前我國(guó)的骨干傳輸網(wǎng)都是基于10 Gbit/s速率傳輸?shù)?,隨之而來(lái),在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、施工以及維護(hù)中對(duì)于基于10 Gbit/s速率的高速誤碼測(cè)試儀器的需求更顯迫切。

        誤碼測(cè)試儀主要用于對(duì)現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼性能測(cè)試與評(píng)估[1]。目前市面上已經(jīng)有多種誤碼測(cè)試儀,國(guó)內(nèi)的誤碼測(cè)試產(chǎn)品普遍信號(hào)處理速度比較低,美國(guó)Agilent公司、Tektronix公司生產(chǎn)的高端、成熟的誤碼測(cè)試儀功能完善,處理速率很高,但是價(jià)格十分昂貴。因此設(shè)計(jì)一種廉價(jià)的高速率誤碼測(cè)試儀對(duì)我國(guó)光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和發(fā)展都有重要意義。

        1 誤碼測(cè)試系統(tǒng)原理

        誤碼測(cè)試系統(tǒng)由發(fā)送模塊和接收模塊兩部分組成[2]。發(fā)送端模塊的測(cè)試碼發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)已知序列的偽隨機(jī)碼序列數(shù)據(jù)流送入被測(cè)試系統(tǒng)的輸入端,在經(jīng)過(guò)被測(cè)試系統(tǒng)后,接入誤碼測(cè)試系統(tǒng)的接收端模塊,接收端將產(chǎn)生與發(fā)送端相同并同步的偽隨機(jī)碼序列,與收到的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比,如果不同則認(rèn)為是誤碼,對(duì)誤碼計(jì)數(shù)器加1,隨之記錄并顯示測(cè)試結(jié)果[3]。測(cè)試系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

        圖1 誤碼測(cè)試系統(tǒng)原理圖

        2 系統(tǒng)硬件概述

        LM3S9B90是TI公司的32位ARM Cortex-M3微處理器,CPU時(shí)鐘高達(dá)80 MHz,處理速度達(dá)到1.25 MI/s(兆指令/s)[4]。它整合了Cortex-M3 和Thumb-2 指令集。Thumb-2技術(shù)可以使16位和32位指令并存,帶來(lái)了代碼密度和性能的最佳平衡。Thumb-2比純32位代碼占用少26%,同時(shí)帶來(lái)25%的性能提升,它為對(duì)成本尤其敏感的嵌入式微控制器應(yīng)用方案帶來(lái)了高性能的32位運(yùn)算能力。LM3S9B90豐富的外設(shè)接口簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)[5],片內(nèi)256 kbyte的Flash和96 kbyte RAM對(duì)于本設(shè)計(jì)中存儲(chǔ)器的需求也已經(jīng)足夠,不需要外置存儲(chǔ)芯片,降低了系統(tǒng)成本。

        Si5040是Silicon Laboratories生產(chǎn)的在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收端都帶有信號(hào)抖動(dòng)消除單元的10 Gbit/s XFP收發(fā)器。Si5040低功耗低抖動(dòng)性能非常適合空間有限的XFP模塊應(yīng)用,Si5040是連續(xù)支持9.9~11.4 Gbit/s之間所有電信與數(shù)據(jù)通訊協(xié)議和信號(hào)抖動(dòng)消除能力的收發(fā)器芯片,支持協(xié)議包括 OC-192/STM-64、10 Gbit/s Ethernet、10 Gbit/s Fiber Channel及其FEC速率,同時(shí)還支持模擬信號(hào)LOS監(jiān)測(cè)、數(shù)字信號(hào)CID(連0或連1)監(jiān)測(cè)以及數(shù)字眼圖(Eye Opening)3種信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)功能。此外,Si5040還提供線路環(huán)回檢測(cè)、XFI回路檢測(cè)和收發(fā)雙向的PRBS碼流生成和檢測(cè)功能,這使得系統(tǒng)級(jí)的測(cè)試和調(diào)試變得更簡(jiǎn)單。通過(guò)MCU的I2C或SPI接口可完成芯片寄存器配置和狀態(tài)監(jiān)測(cè)[6]。

        誤碼測(cè)試硬件系統(tǒng)由上位機(jī)、控制模塊、誤碼測(cè)試模塊和被測(cè)線路或設(shè)備構(gòu)成,系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中上位機(jī)(PC)是人機(jī)交互設(shè)備,上位機(jī)軟件主要用于操作對(duì)誤碼測(cè)試系統(tǒng)的控制以及對(duì)誤碼測(cè)試系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控;控制模塊和誤碼檢測(cè)模塊共同構(gòu)成誤碼測(cè)試系統(tǒng)的硬件部分,其中控制模塊由微控制器LM3S9B90和外圍電路組成,是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分,主要完成與上位機(jī)、Si5040芯片以及XFP光模塊的通信連接;誤碼測(cè)試模塊由Si5040誤碼測(cè)試芯片和XFP光模塊構(gòu)成,Si5040芯片用于產(chǎn)生高速偽隨機(jī)碼、完成碼型同步及對(duì)比,檢測(cè)出誤碼數(shù)(Error Count),XFP光模塊用于光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換;被測(cè)線路或設(shè)備是被用于誤碼測(cè)試的線路或設(shè)備。

        圖2 誤碼測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

        誤碼測(cè)試系統(tǒng)工作流程如下:微控制器LM3S9B90對(duì)Si5040寄存器復(fù)位后配置成為誤碼測(cè)試模式;Si5040產(chǎn)生10 Gbit/s的偽隨機(jī)碼流電信號(hào),XFP模塊將Si5040傳輸過(guò)來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)通過(guò)TX端發(fā)送到測(cè)試線路中去;在接收端,XFP模塊的RX端將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成高速電信號(hào)后傳遞給Si5040;Si5040將接收的高速電信號(hào)與發(fā)端偽隨機(jī)碼進(jìn)行同步比較,在電域中得出誤比特?cái)?shù)并記錄到寄存器中;上位機(jī)軟件會(huì)每隔100 ms向微控制器發(fā)送讀取指令,微控制器讀取Si5040的寄存器值后立刻返回給上位機(jī),上位機(jī)將受到的信息解析后,將誤碼數(shù)、誤碼率等信息顯示到界面中,完成誤碼測(cè)試。

        3 軟件設(shè)計(jì)

        本文中設(shè)計(jì)的誤碼測(cè)試系統(tǒng)軟件分為底層驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程序和上位機(jī)程序3部分。其中,底層驅(qū)動(dòng)主要完成對(duì)微控制器的控制以及與外設(shè)之間的底層通信。應(yīng)用程序是底層外設(shè)與上位機(jī)之間的連接橋梁,主要完成從上位機(jī)讀取指令、分析指令做出相應(yīng)的對(duì)底層外設(shè)信息讀取或配置,最后將數(shù)據(jù)返回給上位機(jī)。上位機(jī)軟件主要實(shí)現(xiàn)從串口接收微控制器發(fā)送回來(lái)的誤碼測(cè)試信息,并將此信息進(jìn)行解析,實(shí)時(shí)顯示測(cè)試時(shí)間、誤碼數(shù)、誤碼率以及各種告警信息,同時(shí)完成誤碼測(cè)試碼元設(shè)置、誤碼測(cè)試時(shí)間設(shè)置、誤碼率告警閾值設(shè)置、誤碼測(cè)試結(jié)果記錄等功能。軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        圖3 誤碼測(cè)試系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖

        3.1 底層驅(qū)動(dòng)程序

        Luminary Micro?Stellaris?外圍驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)是一系列用來(lái)訪Stellaris系列的基于ARM?CortexTM-M3微處理器上的外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序[7]。TI Stellaris系列M3/M4之所以強(qiáng)大,StellarisWare軟件庫(kù)提供的快速軟件開(kāi)發(fā)解決方案功不可沒(méi)。開(kāi)發(fā)者不必對(duì)M3微處理器內(nèi)部寄存器悉數(shù)了解,只需要調(diào)用相應(yīng)驅(qū)動(dòng)庫(kù)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)M3微處理器的控制。

        在本設(shè)計(jì)中使用StellarisWare軟件庫(kù)提供的外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序,大大節(jié)約了開(kāi)發(fā)時(shí)間,提高了開(kāi)發(fā)效率。

        3.2 應(yīng)用程序

        LM3S9B90的應(yīng)用程序是底層外設(shè)與上位機(jī)之間的連接橋梁。應(yīng)用程序采用中斷方式通過(guò)UART驅(qū)動(dòng)接收上位機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的串口指令,調(diào)用SPI和I2C驅(qū)動(dòng)來(lái)讀取或設(shè)置XFP光模塊和SI5040的寄存器。應(yīng)用程序是一個(gè)被動(dòng)過(guò)程,上位機(jī)給應(yīng)用程序發(fā)送相應(yīng)的指令后應(yīng)用程序才去響應(yīng)上位機(jī),例如,上位機(jī)向應(yīng)用程序發(fā)送指令要讀取SI5040的誤碼數(shù),應(yīng)用程序收到指令后再調(diào)用SPI驅(qū)動(dòng)去讀取誤碼數(shù),之后將讀到的誤碼數(shù)返回給上位機(jī)。圖4為應(yīng)用程序流程圖。

        圖4 應(yīng)用程序流程圖

        微控制器的初始化包括對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、串口初始化、I2C初始化、看門(mén)狗初始化、I/O初始化。系統(tǒng)外部接16 MHz晶振,通過(guò)PLL再分頻后系統(tǒng)時(shí)鐘配置成80 MHz。串口初始化時(shí)配置成波特率115200 Baud,數(shù)據(jù)位8位,停止位1位,接收中斷使能。對(duì)微控制器的SPI和I2C端口都配置為主機(jī)模式,設(shè)置Si5040和XFP模塊從機(jī)地址。為防止程序出錯(cuò),設(shè)計(jì)中啟用了看門(mén)狗,如到達(dá)設(shè)定看門(mén)狗時(shí)間內(nèi)沒(méi)有對(duì)看門(mén)狗計(jì)數(shù)初值進(jìn)行重新填充,看門(mén)狗就會(huì)復(fù)位微控制器。在LM3S9B90中串口、SPI和I2C接口都是和GPIO復(fù)用的,而且默認(rèn)狀態(tài)下GPIO都是沒(méi)有啟用的,因此需要對(duì)相應(yīng)I/O口啟用并設(shè)置用做特殊接口。

        在對(duì)微處理器初始化后,緊接著需要對(duì)Si5040進(jìn)行復(fù)位,這樣Si5040的所有寄存器都會(huì)恢復(fù)默認(rèn)值,目的是為了消除上一次測(cè)試對(duì)本次的影響。之后程序進(jìn)入等待狀態(tài),當(dāng)微處理器通過(guò)中斷方式受到上位機(jī)發(fā)的指令之后首先判斷指令是否正確,如不正確就清空接收緩存,繼續(xù)等待上位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的指令,如接受到的指令正確就執(zhí)行串口響應(yīng)程序,并將數(shù)據(jù)返回給上位機(jī),完成對(duì)上位機(jī)的響應(yīng)。

        3.3 上位機(jī)軟件

        上位機(jī)軟件是測(cè)試人員對(duì)誤碼測(cè)試系統(tǒng)硬件監(jiān)控接口。上位機(jī)的功能包括:控制誤碼測(cè)試功能開(kāi)啟和停止;顯示誤碼數(shù)目、運(yùn)行時(shí)間及BER;監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng)輸入輸出光功率;控制XFP模塊激光器開(kāi)關(guān);記錄測(cè)試結(jié)果、各種告警監(jiān)控以及根據(jù)檢查需要設(shè)置檢測(cè)參數(shù)(產(chǎn)生與檢測(cè)碼型、碼型翻轉(zhuǎn)、測(cè)試時(shí)間、誤碼率閾值等)。告警顯示的信息有“時(shí)鐘是否失鎖”、“是否失去同步”、“XFP激光器是否打開(kāi)”、“誤碼測(cè)試記錄”、“接收光功率是否過(guò)低”、“串口是否連接”。

        上位機(jī)監(jiān)控軟件以Windows XP環(huán)境采用Microsoft Visual Basic 6.0開(kāi)發(fā)的,上位機(jī)軟件主要由測(cè)試和設(shè)置兩個(gè)界面構(gòu)成。測(cè)試界面內(nèi)容包括測(cè)試時(shí)間、誤碼數(shù)、誤碼率、輸入和輸出光功率、告警信息測(cè)試按鈕等,設(shè)置界面內(nèi)容包括碼型設(shè)置、碼型翻轉(zhuǎn)設(shè)置、測(cè)試時(shí)間設(shè)置、誤碼率閾值設(shè)置和測(cè)試結(jié)果記錄設(shè)置。測(cè)試界面如圖5所示。上位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)分成用戶界面開(kāi)發(fā)、窗體和空間屬性設(shè)置和程序開(kāi)發(fā)3個(gè)步驟。首先根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)好窗體界面,設(shè)置窗體和系統(tǒng)控件的屬性,然后編寫(xiě)應(yīng)用程序,由于VB采用事件驅(qū)動(dòng)模式,所以最后需要把應(yīng)用程序調(diào)用到控件中去。

        圖5 誤碼測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試界面(截圖)

        在設(shè)置好測(cè)試參數(shù)后,當(dāng)用戶點(diǎn)擊測(cè)試界面中的STRAT按鈕控件時(shí),激發(fā)誤碼測(cè)試程序,程序調(diào)用MSCOMM控件向串口發(fā)送讀取誤碼數(shù)的指令到微控制器,然后將微控制器返回的數(shù)據(jù)解析為誤碼數(shù)和BER顯示到測(cè)試界面中。程序每100 ms讀取一次誤碼數(shù)目,每1 s讀取1次告警信息,并實(shí)時(shí)地將這些信息解析顯示到測(cè)試界面中,達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

        4 誤碼測(cè)試性能

        經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,本設(shè)計(jì)中的上位機(jī)與LM3S9B90、LM3S9B90與Si5040和XFP光模塊之間均能正常通信。根據(jù)本設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的誤碼測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用于WDM系統(tǒng)中的10 Gbit/s波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元的誤碼性能測(cè)試。與美國(guó)Agilent公司的4960B誤碼測(cè)試儀進(jìn)行對(duì)比測(cè)量的結(jié)果來(lái)看,在測(cè)試碼型為PRBS31,測(cè)試時(shí)間為60 min的測(cè)試條件下兩種設(shè)備的誤碼率和誤碼數(shù)基本一致。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        本誤碼測(cè)試系統(tǒng)采用了價(jià)格低廉的高性能微控制器LM3S9B90和帶誤碼檢測(cè)功能收發(fā)器芯片Si5040,既保證了較高的誤碼測(cè)試儀性能,又很好地控制了測(cè)試系統(tǒng)的成本。與Agilent公司的4960B的對(duì)比測(cè)試更是體現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)秀誤碼測(cè)試性能。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,可以代替國(guó)外昂貴的高速誤碼測(cè)試儀,用于基于10 Gbit/s速率的光通信系統(tǒng)以及10 Gbit/s速率光模塊的測(cè)試。

        [1]李履信,沈建華.光纖通信系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

        [2]王苗苗.基于DS2172的誤碼測(cè)試儀的設(shè)計(jì)[D].保定:河北大學(xué),2008.

        [3]潘東.基于ADμC7020的誤碼測(cè)試儀設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2010(10):44-45.

        [4]TI Corporation.LM3S9B90 Datasheet[EB/OL].[2012-05-10].http://www.ti.com/product/lm3s9b90.

        [5]馬鈞元.基于Cortex和ZigBee的智能家居網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù),2012,36(1):56-58.

        [6]Silicon Labs Corporation.SI5040 Datasheet[EB/OL].[2012-05-10].http://www.silabs.com/pages/product/SI5040.

        [7]TI Corporation.Stellaris?peripheral driver library user’s guide[EB/OL].[2012-05-10].http://wenku.baidu.com/view/a2e24da40029bd 64783e2c33.html.

        猜你喜歡
        誤碼微控制器測(cè)試儀
        SDL Atlas推出第二代HydroPro耐靜水壓測(cè)試儀
        使用快速水洗色牢度測(cè)試儀檢測(cè)超細(xì)纖維脫落
        ZPW-2000A電碼化軌道電路誤碼問(wèn)題分析及解決方案
        便攜式轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換力測(cè)試儀
        一種基于CAN總線的誤碼測(cè)試方法
        電子制作(2018年11期)2018-08-04 03:25:58
        物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在微控制器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
        電子制作(2017年14期)2017-12-18 07:07:58
        多支路兩跳PF協(xié)作系統(tǒng)的誤碼性能
        基于VB與ATEQ測(cè)試儀串行通信
        誤碼問(wèn)題分析與處理
        Atmel針對(duì)新一代物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)布全新32位微控制器
        日本高清在线一区二区三区| 欧洲-级毛片内射| 亚洲国产美女在线观看| 五月婷婷激情六月开心| 国产91久久麻豆黄片| 乱码丰满人妻一二三区| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片 | 国产精品玖玖资源站大全 | 久久综合噜噜激激的五月天| 一本一本久久aa综合精品 | 久久久人妻精品一区bav| 丁香婷婷激情综合俺也去| 性色av无码不卡中文字幕| 亚洲男人堂色偷偷一区| 麻豆国产精品久久天堂| 国产精品 无码专区| 亚洲日韩国产精品第一页一区| 人妻系列无码专区久久五月天| 激情都市亚洲一区二区| av中文字幕潮喷人妻系列| 韩国三级中文字幕hd久久精品| 亚洲国产av剧一区二区三区| 国产成人国产三级国产精品| 亚洲国产天堂久久综合| 亚洲日本天堂| 亚洲国产成人精品久久成人| 最新露脸自拍视频在线观看| 欧美日韩国产成人高清视频| 国内成人精品亚洲日本语音| 久久精品国产亚洲av四区| 人妻 偷拍 无码 中文字幕| 中文乱码人妻系列一区二区| 国产不卡在线免费视频| 一本久道高清视频在线观看| 天堂国精产品2023年| 亚洲日产无码中文字幕| 情头一男一女高冷男女| 朝鲜女人大白屁股ass孕交| 91spa国产无码| 一区二区亚洲精美视频| 中文区中文字幕免费看|