基于FPGA的智能误码测试仪

２．３ 单片机软件的设计

单片机在误码仪中承担着控制核心的作用。其实际工作流程如图５所示。

仪器加电复位后单片机首先配置ＦＰＧＡ。配置成功后，单片机等待用户的键盘指令并确定测试模式和速率。根据用户的选择，单片机将及时地调整ＦＰＧＡ内各模块的工作参数。用户选择测试开始后，单片机首先检测ＦＰＧＡ中位同步模块是否工作正常。根据位同步模块的工作情况，单片机可向用户发出无信号及失步告警，提示用户检查线路。位同步成功后，单片机每隔１秒读取一次误码数据并进行分析计算。若误码率大于０．５，则认为序列同步失败，单片机要求序列同步模块重新进行同步操作。若连续３秒同步无效，则认为位同步失效，单片机将发出失步告警，并提醒用户发送端速率可能已改变或信道干扰严重。在此期间，误码率的显示和存储都不受影响。

在发生误码事件后，单片机会及时地通过Ｉ２Ｃ总线将其存储于外部Ｅ２ＰＲＯＭ中，并及时上传ＰＣ机。用户可通过ＬＣＤ实时地了解误码测试情况，并在测试中随时查询存储器中的误码信息。

３ 误码仪的扩展和再升级

智能误码仪的设计和开发面向的是多种传输信道。为了适应不同信道的传输方式，设计了大量的外部接口配件，每一种配件提供了不同的码型变换（ＨＤＢ３等）和信号调制解调方式（ＦＳＫ等）。用户可以根据实际测试需要进行选择。采用这种灵活的配置方式后，用户不仅降低了使用成本，而且提高了测试的针对性。

为了提高该误码仪的再升级和可移植能力，选用了单片机和ＦＰＧＡ作为核心器件。其中ＦＰＧＡ采用模块化的设计思想，其中的成熟模块可被其它基于ＦＰＧＡ的系统或模块调用。对于那些需要随时测试信道误码而又不希望另外购买误码仪的用户来说，将已设计好的测试模块移植到自己的系统中将是一个不错的选择。同时，ＦＰＧＡ的正常运行需要对其进行正确的配置，不同的配置文件将使ＦＰＧＡ产生不同的工作效能。用户通过下载最新的配置文件可以方便地实现系统的软升级。

近几年来，“虚拟仪器”技术逐渐成熟，让ＰＣ机直接配置或部分控制ＦＰＧＡ不仅可以减轻单片机的工作负担，而且可以通过修改ＰＣ机上的软件实现对专用信道测试功能的优化。本文所介绍的误码仪在开发时已注意在这方面留下足够的拓展空间，只要开发出更为复杂的ＰＣ机客户端服务程序，无需改动现有的设备就能实现在ＰＣ机上进行误码测试操作。

本文所介绍的智能误码仪采用大规模可编程集成电路作为核心，具有体积小巧、成本低廉、性能优异、可拓展能力强的特点。尤其是ＦＰＧＡ中的自适应位同步模块和快速序列同步模块设计独特、功能完善，具有较高的应用价值。随着该误码仪外部设备的不断完善和改进，它将向更多的专业用户提供更全面更优质的支持与服务。