基于路由地址映射的波形多通道处理系统与方法
【专利摘要】本发明揭示了一种基于路由地址映射的波形多通道处理系统，包括主控模块、交换模块及信号处理模块，其中主控模块运行所有与SCA相关的OE环境以及通信波形的GPP组件，交换模块设有多个端口，并且内部存储有路由关系表，交换模块根据此路由关系表实现路由交换机功能，而信号处理模块包括多个硬件实体器件，其中交换模块与主控模块及信号处理模块连接，当进行波形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址，并且主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接。
【专利说明】基于路由地址映射的波形多通道处理系统与方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及软件无线电的通信领域，尤其涉及基于SCA标准开发的波形应用，是一种基于路由地址映射的波形多通道处理系统与方法。
【【背景技术】】
[0002]软件无线电（SDR)最主要的衡量指标就是灵活性，即无线电波形通过软件改变同时不需调整SDR平台（包括波形应用运行的硬件和操作环境）的能力。目前最广泛使用的SDR软件架构是SCA，SCA在软件硬件分离设计、提高波形可移植性上有很好的表现。
[0003]SCA将波形应用分解为组件和逻辑器件。组件是软件处理模块，有清晰定义的输入、输出和环境要求，并且是可部署的单元。逻辑器件是对硬件模块的抽象，可处理信息流。组件和组件间、组件与逻辑器件间使用CORBA中间件通信，对于CORBA和DSP、FPGA之间的通信，采用硬件抽象层作为转换器。SCA提供对基于SCA应用的部署和管理的标准来实现其可移植性。但是，SCA对系统平台的服务和设备API接口规范不足以覆盖移植性的所有方面，特别是波形对于多通道的适应性方面。
[0004]SCA2. 2. 2标准是指导通信系统实现软件无线电的规范之一，传统的采用SCA2. 2. 2规范和硬件抽象层实现波形应用的具体实现方法如下：
[0005]首先，通信波形按照SCA2. 2. 2封装为波形应用软件，具体表现为实现波形功能的波形组件以及描述各组件间连接关系的域配置文件。包括以下三步：
[0006]第一步：基于组件运行的载体，将组件划分为GPP组件(运行于PPC)、DSP组件(运行于DSP )、FPGA组件(运行于FPGA )。
`[0007]第二步：通过图形化集成开发环境的帮助，完成组件的UML建模，并根据波形需要实现的功能对各个组件间的数据传输和控制进行API接口设计与定义，生成波形IDL接口描述文件并按照选用的CORBA中间件进行编译。需要注意的是，FPGA和DSP是属于非CORBA组件，采用硬件抽象层的方法来实现组件接口数据传递。
[0008]第三步：实现组件实体和组件API接口功能的编写，编译链接生成可实行代码。编写组件描述和组件装配等XML域配置文件，给出波形组件间的装配逻辑、部署关系和各个波形组件所提供/使用的端口等信息，并将组件相关文件打包生成波形应用软件包。
[0009]其次，所有的波形应用软件包都驻留在PPC上，等出现加载某波形的命令时，再将相关组件按照XML域配置文件的描述进行加载装配实现波形功能。
[0010]最后，设计用户界面对通信系统进行加卸载操作。
[0011]这种方法适应于多通道系统的不足之处在于：
[0012]当系统有M个收发通道时，波形加载到哪一个通道上是由XML域配置文件和其硬件抽象层路由决定的，而这些通常在前期开发时已经设计完成，不可更改。
[0013]对于M个收发通道，方法一是固定某个波形加载于某个特定的通道，只需要编译其加载某一个通道的XML及其相应的硬件抽象层路由，这样做综合通信系统会缺乏灵活性，且一旦有通道损坏，本计划运行于该通道的波形将无法正常工作。[0014]方法二是对应于M个收发通道，对每个波形都分别进行编译编写，实现其M个收发通道均可加载的功能。这样做加载文件变大(变为原有的M倍)，对于处理器资源的需求高(所有的文件存储在PPC上)，系统成本会变高。
【
【发明内容】
】
[0015]本发明的目的在于提供一种基于路由地址映射的波形多通道处理系统与方法，支持多通道多波形，用以解决现有技术中系统成本过高、灵活性和可靠性不足的问题。
[0016]为实现上述目的，实施本发明的基于路由地址映射的波形多通道处理系统包括主控模块、交换模块及信号处理模块，其中主控模块运行所有与SCA相关的OE环境以及通信波形的GPP组件，交换模块设有多个端口，并且内部存储有路由关系表，交换模块根据此路由关系表实现路由交换机功能，而信号处理模块包括多个硬件实体器件，其中交换模块与主控模块及信号处理模块连接，当进行波形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址，并且主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接。
[0017]为实现上述目的，本发明提供一种利用上述的系统实现基于路由地址映射的波形多通道处理方法，该方法包括如下步骤：
[0018]第一步：基于组件运行的载体，将组件划分为运行于PPC的GPP组件、运行于DSP的DSP组件、运行于FPGA的FPGA组件，并将所有组件均按硬件抽象层自定义的逻辑地址和物理地址进行编号；
[0019]第二步：完成组件接口功能的编写和XML域配置文件的编写并生成波形应用软件包，在进行组件实体编写时，将硬件抽象层已指定的组件的逻辑地址映射为物理地址；
[0020]第三步：当进行波`形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址；
[0021]第四步：主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接，完成波形功能。
[0022]与现有技术相比较，本发明通过硬件抽象层和交换模块的路由配合，使得硬件的物理地址随着其加载的波形组件进行浮动变化，达到波形对于所有通道适应性的提高，提高了多通道系统中波形的灵活性，并且波形可以灵活地加载于系统的各个通道，则当某个通道损坏时，可以在其他通道恢复该波形，实现了综合通信系统的可重构能力。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0023]图I为实施本发明的一具体实施例的系统架构。
[0024]图2为本发明实施例中系统初始物理地址与路由关系表。
[0025]图3为本发明实施方案系统波形加载后系统物理地址。
[0026]图4为本发明实施方案系统波形加载后路由关系表。
【【具体实施方式】】[0027]请参阅图I所示，为本发明的一具体实施例所应用的系统架构。在本实施例中，系统包括主控模块、交换模块、信号处理模块、射频收发模块。其中主控模块运行所有与SCA相关的OE环境以及通信波形的GPP组件。交换模块实现路由交换机功能，而信号处理模块包括多个硬件实体器件，在本实施例中为两块DSP和两块FPGA，交换模块与主控模块、信号处理模块及射频收发模块连接，当进行波形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址，并且主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接。
[0028]利用上述的系统实现基于路由地址映射的波形多通道处理方法包括如下步骤：
[0029]第一步：基于组件运行的载体，将组件划分为运行于PPC的GPP组件、运行于DSP的DSP组件、运行于FPGA的FPGA组件，并将所有组件均按硬件抽象层自定义的逻辑地址和物理地址进行编号；
[0030]第二步：完成组件接口功能的编写和XML域配置文件的编写并生成波形应用软件包，在进行组件实体编写时，将硬件抽象层已指定的组件的逻辑地址映射为物理地址；
[0031]第三步：当进行波形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址(如【背景技术】中所述波形组件上均有一段代码是用于修改器件寄存器，加载组件后，组件运行对器件寄存器进行修改，即修改器件的物理地址）改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址；
[0032]第四步：主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接，完成波形功能。
[0033]为对本发明作进一步详细说明，以下结合图2、图3与图4以无线通信波形中FM通信波形为例介绍其具体的工作`过程。
[0034]步骤一，FM通信波形分为两个组件，分别为GPP组件和FPGA组件，其中GPP组件作为波形控制管理器，FPGA组件完成波形实例功能，之后将GPP组件和FPGA组件按硬件抽象层自定义的逻辑地址（LD)和物理地址（PD)进行编号，具体如下表：
[0035]
【权利要求】
1.一种基于路由地址映射的波形多通道处理系统，包括主控模块、交换模块及信号处理模块，其中主控模块运行所有与SCA相关的OE环境以及通信波形的GPP组件，交换模块设有多个端口，并且内部存储有路由关系表，交换模块根据此路由关系表实现路由交换机功能，而信号处理模块包括多个硬件实体器件，其中交换模块与主控模块及信号处理模块连接，当进行波形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址，并且主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接。
2.如权利要求I所述的基于路由地址映射的波形多通道处理系统，其特征在于：该系统还包括一射频收发模块，该射频收发模块与交换模块连接。
3.一种利用权利要求I所述的系统实现基于路由地址映射的波形多通道处理方法，该方法包括如下步骤： 步骤一：基于组件运行的载体，将组件划分为运行于PPC的GPP组件、运行于DSP的DSP组件、运行于FPGA的FPGA组件，并将所有组件均按硬件抽象层自定义的逻辑地址和物理地址进行编号； 步骤二 ：完成组件接口功能的编写和XML域配置文件的编写并生成波形应用软件包，在进行组件实体编写时，将硬件抽象层已指定的组件的逻辑地址映射为物理地址； 步骤三：当进行波形加载时，波形组件加载到硬件实体器件上时根据波形组件中预设的物理地址改写信号处理模块上硬件实体器件的物理地址； 步骤四：主控模块根据该波形组件组成新的路由关系，并将此新的路由关系表发送给交换模块，修改交换模块原有的路由关系表，完成波形组件间的物理通路连接，完成波形功倉泛。
【文档编号】H04L5/00GK103780368SQ201410022656
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】何俊婷, 常坤, 李裕, 吴敏, 李金喜, 朱会柱 申请人:中国航空无线电电子研究所