基于Android和FPGA的便攜式多接口誤碼分析儀設(shè)計(jì)的中期報(bào)告

基于Android和FPGA的便攜式多接口誤碼分析儀設(shè)計(jì)的中期報(bào)告中期報(bào)告一、介紹誤碼分析儀由于它可以在數(shù)字通信系統(tǒng)中分析數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的真實(shí)情況，因此在數(shù)字通信系統(tǒng)測(cè)試中具有重要作用。傳統(tǒng)的誤碼分析儀需要使用笨重的儀器設(shè)備和傳統(tǒng)的個(gè)人電腦，而本項(xiàng)目則采用了基于Android平臺(tái)的手機(jī)和FPGA作為硬件平臺(tái)來開發(fā)便攜式誤碼分析儀。該設(shè)計(jì)可以通過多種數(shù)字接口進(jìn)行連接和測(cè)試，包括USB、以太網(wǎng)和藍(lán)牙等。本篇論文主要介紹了該項(xiàng)目的中期設(shè)計(jì)報(bào)告，包括設(shè)計(jì)思路、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。二、設(shè)計(jì)思路本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路是使用兩個(gè)硬件平臺(tái)：Android手機(jī)和FPGA板。Android手機(jī)作為誤碼分析儀的操作界面和數(shù)據(jù)顯示平臺(tái)，可以方便地?cái)y帶和操作。FPGA則作為數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，可以高速地分析被測(cè)試設(shè)備傳輸過來的數(shù)據(jù)，并將結(jié)果傳回Android手機(jī)進(jìn)行顯示。在本項(xiàng)目中，我們采用了AndroidStudio作為開發(fā)環(huán)境，并基于Android10.0系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。在硬件平臺(tái)方面，我們選用了FPGA的BeMicroCVA9板，它可以通過MicroUSB接口連接到Android手機(jī)上，以“混合應(yīng)用程序”（同時(shí)使用Java和C++編寫）實(shí)現(xiàn)與FPGA的通信。該設(shè)計(jì)的主要功能如下：（1）支持多種數(shù)字接口，如USB、以太網(wǎng)和藍(lán)牙等。（2）可以接收由其他數(shù)字設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解碼。（3）支持對(duì)誤碼率（BER）等指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和分析，并可以進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)。（4）具有便攜式、低成本、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。三、硬件設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊。數(shù)據(jù)收集模塊：數(shù)據(jù)收集模塊由FPGA開發(fā)板和相關(guān)電路組成。該模塊的主要功能是采集來自USB、以太網(wǎng)和藍(lán)牙等數(shù)字接口的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紽PGA板上進(jìn)行處理。對(duì)于USB接口，我們使用了B端為Type-C接口的USB轉(zhuǎn)串口芯片，可以實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)；對(duì)于以太網(wǎng)接口，我們選用了W5500芯片，它是一個(gè)一體化的硬件TCP/IP協(xié)議棧，通過SPI總線連接到FPGA開發(fā)板；對(duì)于藍(lán)牙接口，我們則選擇了基于BTM-222模塊的Bluegiga的藍(lán)牙串口模塊，可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙信號(hào)的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)處理模塊：數(shù)據(jù)處理模塊由FPGA芯片和相關(guān)邏輯電路組成。該模塊的主要功能是對(duì)從數(shù)據(jù)收集模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和分析，并根據(jù)誤碼率（BER）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分類。數(shù)據(jù)傳輸模塊：數(shù)據(jù)傳輸模塊由Android手機(jī)和相關(guān)軟件組成。該模塊的主要功能是接收FPGA芯片處理后的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)。在設(shè)計(jì)中，我們使用了混合應(yīng)用程序（同時(shí)使用Java和C++編寫）實(shí)現(xiàn)了Android手機(jī)和FPGA的通信。四、軟件設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的軟件設(shè)計(jì)包括兩部分：FPGA芯片上的邏輯設(shè)計(jì)和Android手機(jī)上的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。FPGA芯片上的邏輯設(shè)計(jì)：FPGA芯片上的邏輯設(shè)計(jì)由VerilogHDL語言完成。該模塊的主要功能是對(duì)從數(shù)據(jù)收集模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和分析，并根據(jù)誤碼率（BER）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分類。在開發(fā)過程中，我們采用了模塊化設(shè)計(jì)的方法來實(shí)現(xiàn)不同的功能模塊，并創(chuàng)建了一個(gè)頂層模塊來控制各個(gè)模塊的交換和同步。Android手機(jī)上的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)：Android手機(jī)上的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)旨在提供一個(gè)友好的用戶界面，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、解析、計(jì)算和顯示等功能。在設(shè)計(jì)中，我們使用了混合應(yīng)用程序的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)與FPGA芯片的通信，并使用了AndroidStudio的圖形用戶界面工具來創(chuàng)建用戶界面。五、總結(jié)本項(xiàng)目的目的是設(shè)計(jì)一種基于Android和FPGA的便攜式多接口誤碼分析儀。該設(shè)計(jì)可以通過多種數(shù)字接口進(jìn)行連接和測(cè)試，包括USB、以太網(wǎng)和藍(lán)牙等。在本項(xiàng)目中，我們采用了AndroidStudio作為開發(fā)環(huán)境，基于Android10.0系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。在硬件平臺(tái)方面，我們選用了FPGA的BeMicroCVA9板，通過Micro