原创 【博客大赛】我在无线通信芯片验证中的那些事

       实验室的UWB演示系统是国家某重大专项，在超宽带的试验网上也算走在国内前列，数年前小弟对FPGA了解不多，却有幸能参与其中，接受历练，如今芯片就要回来了，回顾这些日子里的生活，感触良多。刚好馬上就要找工作了，也算是给自己攒人品吧，跟大家分享一点自己在无线通信芯片的实现和验证中的那点事吧。

         我们演示系统是类似于无线个域网的多点传输系统。主要由RF、基带、MAC、PC侧应用四个部分组成。RF主要完成信号的调制解调及高频信号的发送与接收，传输频率在4GHZ，信号带宽为1G，2Ghz的采样率（赖奎斯特采样）。基带部分主要完成同步及编解码功能。MAC则主要是完成时隙管理及分配、MAC帧的拆组帧、物理帧的拆组帧、误码校验、数据缓存等等功能。PC侧应用主要是摄像头的实时采集压缩、高清视频的生成与播放，此外还包括很多的无线应用，如无线打印机等等各种实际应用器件。个人主要完成MAC部分的实现、验证以及整个系统的联调。

         我们FPGA主要是Altera的 stratix 1\2\3，方案的设计与各功能块的具体实现是整个项目的重点，不过由于系统联合测试是个人觉得最为恶心的部分，也可能是大家最有共性的部分，所以仅就此扒一扒当初的那些苦逼的点点滴滴中少许收获。

         首先，是对繁多的模块的正常工作的监控。由于各个模块的负责人对接口的理解可能有偏差，所以某些模块的不正常工作可是常事。而往往一个问题，就会使得整个系统的数据传输完全乱成一团，定位费时费力，大家都知道逻辑分析仪的每次重新绑定都要重新编绎，而我们总的程序又很大，编绎一跑下来就是半个小时，压力肯定山大。为此，我们设计了监控模块，对各个模块的关键信号进行统计并计数，统计结果组成IP包，通过嵌入数据接收包内，传输到PC机侧。修改应用程序面板，识别我们做过标记的IP包，实时显示各个关键数据，如同步位，帧标志位、误码误帧结果等等。这一下就省心多了，有一种坐在驾驶座前的感觉，面对各项指标有了了然于胸的轻松。

         第二，误码。这个时候，其实数据流已经可以对传了，在信道衰减40dB下，双向高清视频的开启还是很流畅的，但是时不时出现的馬赛克着实让人揪心，除去BER，各项指标还挺正常。不跑高清跑测试数据吧，BER立马就下来了，完全搞不清问题在哪，连在发送节点还是接收节点都不能确定。我们只好在底层保持高清数据流的产生，维持其突发性，但偷偷把数据替换成从我们配置好的ROM里读出来的数据。再用matlab默默的仿真出其在加各种头，以及编解码后的结果。再在程序各个位置加误码统计功能模块。对每10的8次方字节的数据进行统计，并保持其历史最高值，连信道里波形都用示波器抓下来看了。最终成功的把错误找出来了。

         事实上，在应用DSP中断、SDRAM、USB68013、DDR2及各类时序约束和各模块调试等等上我们都绕了挺多弯路，也遇到很多问题。比如，我们最初的代码里的FIFO都是showahead模式的，不过由于后仿实现中normal模式的更简单可靠，我们不得不花不少时间重新修改并调试，如果这些知识在最初就知道，就不会有这么折腾的事发生了。不过，上面两个是我觉得不理性最容易出问题的地方，但愿各位和我一样懵懂的同学，能有点启示。

         自我注册四年以来，还真没有在EDN上写过什么东西，主要就是看看大家的分享，深感惭愧。希望以后能和版上各位多多认识，深切交流。

         PS：附近件呢，是我们流片的合作院系给出的代码规范，我觉得适合刚入手硬件编程的同学看看。新手其实实现代码不难，是一个必然的过程，有一个良好的代码规范还是相当重要的。最后，祝福各位在FPGA应用上都能更加精熟，也祝自己下学期能找个好工作，～＼～。