CDMA基站系统中网络接口模块的研究
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摘要
本课题来源于深圳市中兴通讯股份有限公司，课题内容是CDMA通信系统中基站控制器(BSC)的网络接口模块的研究与实现。论文对作者在网络接口模块设计开发组一年多工作进行了总结和提炼。
网络接口模块是基站控制器中的一个重要组成部分，包括了单片机系统、收发双总线方向与串行接口方向数据传输转换逻辑模块、串行数据接收／发送模块、收发双总线并行数据接收／发送模块、系统复位模块、电源模块六大子模块。
作者参与了整个系统的设计与验证，重点负责逻辑部分设计和调试。论文首先从系统设计思想出发，对网络接口模块的总体设计实现进行了研究，接着对作者主要研究的软硬件分工／协同设计中的软件完善部分，逻辑设计部分，以及最后的逻辑测试、系统测试进行了重点论述。
在系统研究开发过程中，作者依据软硬件协同设计思想，采用了整体需求分析、子模块划分、子模块实现与调试、联合调试的设计流程。对于逻辑模块，则采用FPGA设计中流行的Top-Down高层次设计方法，使用硬件描述语言VHDL进行描述，采用Mentor公司的ModelSim进行仿真，Synopsys公司的Synplify进行综合，Xilinx公司的ISE进行FPGA布线下载等。到本论文完稿之期，开发实现的产品已经通过了规定的所有测试。
本论文的研究工作重点包括：
根据网络接口模块的应用环境，进行系统需求分析，确定所需实现功能，而后进行系统子模块的划分，明确各个子模块功能、实现方法及其之间的接口。
明确单片机软件和逻辑硬件功能的划分与合作，配合单片机软件的设计，重点完成可编程器件的逻辑实现，包括主控逻辑和数据传输转换逻辑。作者依据总体功能需求，研究实现了逻辑子模块功能划分与定义、子模块接口定义，VHDL语言代码编写，逻辑功能仿真，实现以及调试。与硬件功能相配合的软件功能完善采用C51语言。软硬件的划分与合作提高了设计效率。
系统调试。这罩重点描述耗时最长，难度最大的逻辑模块的功能调试、完备性调试与可靠性调试。
本论文的成功研究与实现推动了我国CDMA通信技术的发展，为设计具有自己民族知识产权的基站产品积累了经验，也将给开发公司带来经济利益。同时该系统中很多典型模块的开发与验证对于以后相关产品的开发也具有极大的借鉴意义。
The work in this thesis is research and realization of Net Interface Module.
Net Interface Module is a very important part in Base Station Controller of CDMA communication system. There are six sub-modules in it: single-chip unit, data transfer unit, parallel data transfer/receive unit, serial data transfer/receive unit, system reset management and system power unit. This paper studies the design and realization of Net Interface Module, mainly discusses design of data transfer unit's logic and the improvement of single-chip unit's software. Testing and debugging of logic design is also focused.
The research work of this thesis mainly includes:
Ascertain needed function of Net Interface Module according to the using environment, partition sub-modules of the system. Define function of sub-modules and interface between them in detail.
Consummate single-chip's software according to the function definition brought by software/hardware co-design.
Logic design and realization in FPGA.
Logic testing and debugging.
Net Interface Module is a complex data transfer system. The author had accomplished the design and verification of it. This thesis contributes a lot to the development of our country's CDMA communication technology, also accumulates rich experience to research of alike products.
网络接口模块是基站控制器中的一个重要组成部分，包括了单片机系统、收发双总线方向与串行接口方向数据传输转换逻辑模块、串行数据接收／发送模块、收发双总线并行数据接收／发送模块、系统复位模块、电源模块六大子模块。
作者参与了整个系统的设计与验证，重点负责逻辑部分设计和调试。论文首先从系统设计思想出发，对网络接口模块的总体设计实现进行了研究，接着对作者主要研究的软硬件分工／协同设计中的软件完善部分，逻辑设计部分，以及最后的逻辑测试、系统测试进行了重点论述。
在系统研究开发过程中，作者依据软硬件协同设计思想，采用了整体需求分析、子模块划分、子模块实现与调试、联合调试的设计流程。对于逻辑模块，则采用FPGA设计中流行的Top-Down高层次设计方法，使用硬件描述语言VHDL进行描述，采用Mentor公司的ModelSim进行仿真，Synopsys公司的Synplify进行综合，Xilinx公司的ISE进行FPGA布线下载等。到本论文完稿之期，开发实现的产品已经通过了规定的所有测试。
本论文的研究工作重点包括：
根据网络接口模块的应用环境，进行系统需求分析，确定所需实现功能，而后进行系统子模块的划分，明确各个子模块功能、实现方法及其之间的接口。
明确单片机软件和逻辑硬件功能的划分与合作，配合单片机软件的设计，重点完成可编程器件的逻辑实现，包括主控逻辑和数据传输转换逻辑。作者依据总体功能需求，研究实现了逻辑子模块功能划分与定义、子模块接口定义，VHDL语言代码编写，逻辑功能仿真，实现以及调试。与硬件功能相配合的软件功能完善采用C51语言。软硬件的划分与合作提高了设计效率。
系统调试。这罩重点描述耗时最长，难度最大的逻辑模块的功能调试、完备性调试与可靠性调试。
本论文的成功研究与实现推动了我国CDMA通信技术的发展，为设计具有自己民族知识产权的基站产品积累了经验，也将给开发公司带来经济利益。同时该系统中很多典型模块的开发与验证对于以后相关产品的开发也具有极大的借鉴意义。
The work in this thesis is research and realization of Net Interface Module.
Net Interface Module is a very important part in Base Station Controller of CDMA communication system. There are six sub-modules in it: single-chip unit, data transfer unit, parallel data transfer/receive unit, serial data transfer/receive unit, system reset management and system power unit. This paper studies the design and realization of Net Interface Module, mainly discusses design of data transfer unit's logic and the improvement of single-chip unit's software. Testing and debugging of logic design is also focused.
The research work of this thesis mainly includes:
Ascertain needed function of Net Interface Module according to the using environment, partition sub-modules of the system. Define function of sub-modules and interface between them in detail.
Consummate single-chip's software according to the function definition brought by software/hardware co-design.
Logic design and realization in FPGA.
Logic testing and debugging.
Net Interface Module is a complex data transfer system. The author had accomplished the design and verification of it. This thesis contributes a lot to the development of our country's CDMA communication technology, also accumulates rich experience to research of alike products.
引文
[1] 《CDMA2000技术》杨大成等编著 北京邮电出版社
[2] "3G WORLD CONGRESS 2003"http://www, zhongxing.com/Exhibition Upload/3g2003/2-1.htm
[3] “CDMA国际标准的发展历程”http://www.spforum.net/jishu/page 2 2002121342.htm
[4] “大唐TD SCDMA产业化进程再次得到业界支持”http://www.cww.net.cn/Near3G/Article.asp?id=8111
[5] 《CDMA2000 IX移动通信系统》 杨大成等编著 机械工业出版社
[6] 《CDMA蜂窝移动通信》袁超伟 陈德荣 冯志勇编蒋 北京邮电大学出版社
[7] 《CPLD／FPGA高级应用开发指南》任晓东编著：电子工业出版社
[8] 《FPGA／CPLD设计工具——XilinxlSE5．X使用详解》 EDA先锋工组室 人民邮电出版社
[9] 《51系列单片机及C51程序设计》王建校 杨建国 宁改娣 危建国编著 科学出版社
[10] Spartan-2E 1.8V FPGA Family Complete Data Sheet
[11] P89C660 Data Sheet
[12] "Synthesis and Scripting Techniques for Designing Multi-Asynchronous Clock Designs" Clifford E.Cummings SNUG-2002 San Jose,CA Voted Best Paper 3rd Place
[13] "Synchronous Resets?Asynchronous Resets? I am so confused!How will I ever know which to use?" Clifford E.Cummings Don Mills //www.fpga.com.cn
[14] "The Ten Commandments of Excellent Design"Peter Chambers //www.fpga.com.cn
[15] CADENCE使用教材
[16] 《CPLD／FPGA的开发与应用》徐志军编著 电子工业出版社
[17] 《数字逻辑设计与VHDL描述》徐惠民 安德宁编著 机械工业出版社
[18] 《VHDL设计表示与综合》美阿姆斯特朗 美格雷 李宗伯翻译 机械工业出版社
[19] 《CPLD系统设计技术入门应用》黄正瑾编著 电子工业出版社
[20] 《数字集成系统的结构化设计与高层次综合王志华 邓仰东编著 清华大学出版社
[21] 《VHDL硬件描述语言与数字逻辑设计》侯伯亨编著 西安电子科技大学出版社
[22] 《VHDL数字系统设计与高层次综合》林敏等 电子工业出版社
[23] 《CPLD技术及其应用》宋万杰等 西安电子科技大学出版社
[24] 《大规模可编程逻辑器件及其应用》徐忠军等 电子科技大学出版社
[25] “异步FIFO结构及FPGA设计”吴自信 张嗣忠 《单片机及嵌入式系统应用》
[26] “高速数据转换逻辑的设计与实现”刘尉悦 陈曦 王砚方 科学技术大学近代物理系快电子学实验室
[27] “XST与Synplify综合结果差异分析”王诚．钟信潮，吴蕾 《电子工程专辑》
[28] 《CDMA系统设计与优化》Kyoungll Kim 人民邮电出版社
[29] 《VHDL应用与开发实践》甘历 科学出版社
[30] 《高速数字电路设计与噪声控制技术》谢金明 电子工业出版社
[31] 《EDA 工程概论》曾繁泰等著 清华大学出版社
[32] 《基于lP复用的数字IC设计技术》牛风举 电子工业出版社
[33] 《EDA技术与数字系统殴计》包明 赵明富 陈渝光 北京航空航天大学出版社
[34] “HDLC的FPGA实现方法” 陈演平 上海船舶运输科学研究所米源：上海市通信学会第十届学术年会论文
[35] “CDMA在中国的应用以及向CDMA2000的过度中的问题研究”http://www.studa.com/newpaper/2003-5-12/2003512172008.asp
[36] “我国移动通信设备制造业市场分析及发展战略研究”http://www.c114.net/market/marketread.asp?articleid= 176&boardcode=mobile
[37] “自顶向下的FPGA设计” MENTOR graphics公司，张忠
[38] Implementing CRCCs in Altera Devices data sheet
[39] “SOC集成电路设计的新纪元”《2l世纪元器件》
[40] HW/SW Co_design Byyuhong_hao
[41] 《网络接口模块设计规范》 米源：深圳市中兴通讯股份有限公司
[2] "3G WORLD CONGRESS 2003"http://www, zhongxing.com/Exhibition Upload/3g2003/2-1.htm
[3] “CDMA国际标准的发展历程”http://www.spforum.net/jishu/page 2 2002121342.htm
[4] “大唐TD SCDMA产业化进程再次得到业界支持”http://www.cww.net.cn/Near3G/Article.asp?id=8111
[5] 《CDMA2000 IX移动通信系统》 杨大成等编著 机械工业出版社
[6] 《CDMA蜂窝移动通信》袁超伟 陈德荣 冯志勇编蒋 北京邮电大学出版社
[7] 《CPLD／FPGA高级应用开发指南》任晓东编著：电子工业出版社
[8] 《FPGA／CPLD设计工具——XilinxlSE5．X使用详解》 EDA先锋工组室 人民邮电出版社
[9] 《51系列单片机及C51程序设计》王建校 杨建国 宁改娣 危建国编著 科学出版社
[10] Spartan-2E 1.8V FPGA Family Complete Data Sheet
[11] P89C660 Data Sheet
[12] "Synthesis and Scripting Techniques for Designing Multi-Asynchronous Clock Designs" Clifford E.Cummings SNUG-2002 San Jose,CA Voted Best Paper 3rd Place
[13] "Synchronous Resets?Asynchronous Resets? I am so confused!How will I ever know which to use?" Clifford E.Cummings Don Mills //www.fpga.com.cn
[14] "The Ten Commandments of Excellent Design"Peter Chambers //www.fpga.com.cn
[15] CADENCE使用教材
[16] 《CPLD／FPGA的开发与应用》徐志军编著 电子工业出版社
[17] 《数字逻辑设计与VHDL描述》徐惠民 安德宁编著 机械工业出版社
[18] 《VHDL设计表示与综合》美阿姆斯特朗 美格雷 李宗伯翻译 机械工业出版社
[19] 《CPLD系统设计技术入门应用》黄正瑾编著 电子工业出版社
[20] 《数字集成系统的结构化设计与高层次综合王志华 邓仰东编著 清华大学出版社
[21] 《VHDL硬件描述语言与数字逻辑设计》侯伯亨编著 西安电子科技大学出版社
[22] 《VHDL数字系统设计与高层次综合》林敏等 电子工业出版社
[23] 《CPLD技术及其应用》宋万杰等 西安电子科技大学出版社
[24] 《大规模可编程逻辑器件及其应用》徐忠军等 电子科技大学出版社
[25] “异步FIFO结构及FPGA设计”吴自信 张嗣忠 《单片机及嵌入式系统应用》
[26] “高速数据转换逻辑的设计与实现”刘尉悦 陈曦 王砚方 科学技术大学近代物理系快电子学实验室
[27] “XST与Synplify综合结果差异分析”王诚．钟信潮，吴蕾 《电子工程专辑》
[28] 《CDMA系统设计与优化》Kyoungll Kim 人民邮电出版社
[29] 《VHDL应用与开发实践》甘历 科学出版社
[30] 《高速数字电路设计与噪声控制技术》谢金明 电子工业出版社
[31] 《EDA 工程概论》曾繁泰等著 清华大学出版社
[32] 《基于lP复用的数字IC设计技术》牛风举 电子工业出版社
[33] 《EDA技术与数字系统殴计》包明 赵明富 陈渝光 北京航空航天大学出版社
[34] “HDLC的FPGA实现方法” 陈演平 上海船舶运输科学研究所米源：上海市通信学会第十届学术年会论文
[35] “CDMA在中国的应用以及向CDMA2000的过度中的问题研究”http://www.studa.com/newpaper/2003-5-12/2003512172008.asp
[36] “我国移动通信设备制造业市场分析及发展战略研究”http://www.c114.net/market/marketread.asp?articleid= 176&boardcode=mobile
[37] “自顶向下的FPGA设计” MENTOR graphics公司，张忠
[38] Implementing CRCCs in Altera Devices data sheet
[39] “SOC集成电路设计的新纪元”《2l世纪元器件》
[40] HW/SW Co_design Byyuhong_hao
[41] 《网络接口模块设计规范》 米源：深圳市中兴通讯股份有限公司