基于ARM和FPGA的聲納波形產(chǎn)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　FPGA模塊化的設(shè)計(jì)，為ARM對(duì)其配置提供了極大的方便，ARM可把FPGA視為外掛的一片SRAM，通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口進(jìn)行控制。

5、軟硬件設(shè)計(jì)需要注意的幾點(diǎn)

　　在系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)中需要注意以下兩點(diǎn)：

（1）當(dāng)LPC2292通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口（EMC）控制FPGA時(shí)，地址線(xiàn)的接法如圖6所示，即需要把LPC2292的地址線(xiàn)A0空出來(lái)不用。這是由于FPGA實(shí)現(xiàn)的波形產(chǎn)生模塊的數(shù)據(jù)位寬為16位，當(dāng)LPC2292外部存儲(chǔ)器總線(xiàn)配置為16位時(shí)，A0地址需要空出來(lái)，當(dāng)總線(xiàn)配置為32位時(shí)，地址A0，A1都需要空出來(lái)，當(dāng)總線(xiàn)配置為8位時(shí)，地址從A0開(kāi)始使用。

　　（2）EP2C20F484C8N的焊接問(wèn)題，此型號(hào)為FinleLine BGA封裝，在焊接的時(shí)候要注意芯片的錫球是否含鉛，含鉛與否決定采用何種工藝流程將器件安裝在PCB板上，無(wú)鉛封裝要求焊接溫度更高，工藝更復(fù)雜。Altera公司生產(chǎn)的所有無(wú)鉛元件以其產(chǎn)品序號(hào)最后的“N”標(biāo)出。因此本系統(tǒng)選用的芯片為無(wú)鉛芯片，需要按無(wú)鉛工藝焊接，若按有鉛工藝焊接，將造成芯片的虛焊。

6、系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果

　　對(duì)系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行的測(cè)試表明，系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)，能輸出7路方波信號(hào)，頻率固定（CW波）或線(xiàn)性變化（LFM波），且各路信號(hào)可選擇關(guān)斷或選通。CW波的頻率在5～45kHz范圍內(nèi)任意可調(diào)；LFM波在5kHz帶寬范圍內(nèi)任意可調(diào)，中心頻率在5～45kHz范圍內(nèi)任意可調(diào)；輸出脈沖信號(hào)寬度在0.5～100ms間任意可調(diào)，相鄰各路信號(hào)的相位可超前和滯后，可選擇發(fā)射功率，且本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某工程項(xiàng)目中，工作正確可靠，得到了工程實(shí)際檢驗(yàn)。圖7為T(mén)ektronix邏輯分析儀采集到的對(duì)應(yīng)輸出的CW波。

7、結(jié)論

　　該系統(tǒng)很好的利用了ARM和FPGA兩者的長(zhǎng)處，ARM集中實(shí)現(xiàn)主控設(shè)備與FPGA通信的橋梁作用，接收主控設(shè)備發(fā)出的聲納波形參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)配置FPGA內(nèi)部的寄存器；FPGA充分體現(xiàn)了它在系統(tǒng)成本、體積上的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)靈活、方便，F(xiàn)PGA的使用為系統(tǒng)的升級(jí)帶來(lái)了很大方便。同時(shí)通訊接口的多樣性，極大改善了人機(jī)接口，提高了系統(tǒng)的靈活性。