基于可重構處理器的GPS基帶算法研究與實現(xiàn).pdf

1、伽利略系統(tǒng)的出現(xiàn)和GPS的現(xiàn)代化計劃要求接收機能夠處理不同帶寬和不同調(diào)制模式的信號。新算法的探索對硬件平臺的靈活性提出了很高的要求。粗粒度可重構處理器由通用處理器和大規(guī)模可重構陣列組成，在處理計算密集型應用時效果顯著，又有較高的靈活性，能夠很好地滿足多系統(tǒng)GPS基帶算法需求。
　　本文提出一個在可重構處理器REMUS-Ⅱ上實現(xiàn)軟件定義的GPS基帶處理的實例。首先介紹了GPS原理和可重構系統(tǒng)的內(nèi)部組成。然后具體研究適于可重構系統(tǒng)的基

2、帶算法。通過對多種捕獲算法的分析，選擇了碼相位并行搜索捕獲算法應用于可重構系統(tǒng)，并根據(jù)REMUS-Ⅱ具體的硬件特點設計了多通道跟蹤和觀測量提取的方法。之后將算法在可重構處理器實現(xiàn)。本文提出一種軟硬件劃分的方案，將計算密集型的捕獲算法和相關積分映射到可重構陣列實現(xiàn)，控制密集型的鑒相器，環(huán)路判決等運算映射到通用處理器實現(xiàn)。通過挖掘快速傅里葉變換，矢量運算，相關積分等基帶處理子運算的相關性，設計和優(yōu)化數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)通路，使其在可重構陣列上高效

3、執(zhí)行。通用處理器完成控制密集型計算并調(diào)度軟硬件資源協(xié)同工作實現(xiàn)完整GPS基帶處理。
　　可重構處理器REMUS-Ⅱ基于TSMC65nmLP工藝流片，芯片面積為14mm2。將本文設計的軟件代碼和配置信息應用到REMUS-Ⅱ可重構計算系統(tǒng)中，搭建驗證平臺，完成功能仿真和Veloce硬件加速器仿真。仿真結果表明，基于可重構處理器的GPS基帶處理能夠在166MHz工作頻率下實現(xiàn)12通道的實時基帶處理，功耗為57mW，可以滿足移動應用需求。