GC5016的初始化 - 基于专用数字下变频芯片GC5016的宽/窄带数据下变频系统设计及数据分析与解调

GC5016的控制寄存器被划分为两部分：8个全局寄存器和总共88页的寄存器，每个页包含了16个寄存器。全局寄存器的访问地址是 0x00~0x0F。页寄存器的访问地址需先在全局寄存器的地址2写入页地址，然后再访问0x10~0x1F，就可以访问该页下的寄存器。每一个控制寄存 器在芯片内被分配唯一的地址。这样接口的设计就可以将GC5016作为处理器的一个外部存储器来访问。

3.2 GC5016的初始化

GC5016的初始化根据电路的不同可以分为三种情况：第一种是单个GC5016芯片，第二种是多个GC5016芯片配置由主GC5016芯片同 步，第三种是多个GC5016芯片配置由外部源同步。而此次设计中只用一块GC5016进行宽带下变频的验证，所以属于独立GC5016芯片的配置。其配 置步骤如下：

① 写0xFF00到地址0，复位芯片。

② 写0x0000到地址3，禁止所有输出。

③ 写0x0004到地址1，产生单触发脉冲。

④ 装载所有的配置寄存器。

⑤ 如果几个通道需要同步控制，需要选择一个同步源，可以通过在输入文件中加入如下程序来实现同步控制：

soB_sync 4; fir_sync 4; sck_sync 4; nco_sync4; cic_sync 4；

⑥ 写0x0100到地址0，清除复位。

⑦ 写0x0004到地址1，产生同步脉冲，完成GC5016的设置。

3.3 GC5016的cmd5016软件应用

可以使用专门提供的GC5016的配置软件实现对其寄存器的设置。这些配置包括以下内容。

(1) 关键字的类型

关键字的类型，共5种，分别是mandatory(M)、defaulted(D)、computed(C)、unused(X)、 expert(E)。其中M是需要用户进行选择的变量，D是初始化默认值，C是软件控制的变量，X是不用的变量，E一般是一个计算变量，不需要人为设置。

(2) 伪指令

在配置文件中，伪指令mode AB receive 和mode CD receive 可以使GC5016工作在4通道DDC模式。在此模式下需要设置的伪指令有：

◆ mode AB（CD） receive（定义DDC收发模式）；

◆ rin_rate（全局变量，接收输入数据速率，0代表半速率，1代表全速率，2代表双速率）；

◆ rin_cmplx（全局变量，接收输入数据，0为接收的为实数数据，1为接收的为复数数据）；

◆ splitiq,splitiqAB,splitipCD（两通道或者4通道模式变量）；

◆ freq,fck,bypass_mix（复数混频器freq_msb,freq_mid,freq_lsb的设置）；

◆ bypass_cic,cic_dec（双CIC滤波器的抽取因子）；

◆ bypass_fir,fir_dec,fir_diff,fir_nchan,fir_coef（PFIR模式和滤波器抽头）；

◆ gain,overall_gain（手动增益设置）；

◆ agc_cf,agc_mode,agc_tc（AGC增益设置）；

◆ pwr_mtr_on（接收功率计设置）；

◆ routf_tdm（接收输出格式控制通道D的TDM模式）。

3.4 DSP软件流程

系统的DSP软件流程如图3所示。

DSP上电复位后，初始化相关接口，这些接口包括EMIF接口、HPI接口以及网络和 GPIO接口。初始化接口后，DSP等待从网口下发的控制命令，控制命令一般包括解调频率、解调带宽和解调方式等各种信息。DSP根据这些信息设置 GC5016的寄存器，并将这些寄存器值写入GC5016，使得GC5016可以正常工作，然后启动FPGA采集GC5016输出的数据，FPGA按照 1024个数据一帧进行存储，满一帧后通知DSP读取这些数据，DSP对这些数据解调后输出到上位机显示或者存储。

图3 DSP软件流程

结语

GC5016是一种理想的可编程4通道数字上下变频器，根据需要可配置为两路作为上变频、两路作为下变频。当接收或发射的数据量庞大时，还可以使用 多块GC5016并行处理。再加上它的高速率、宽带宽、高无杂散动态范围、低功耗和灵活配置等各种优点，使得GC5016的应用非常广泛，在CDMA/WCDMA、雷达及软件无线电中都有强大的生命力和很好的发展前景。