基于FPGA的无线数据接收与存储电路设计(2)
现在的通信设备所工作的环境存在很多不确定的变化，因此需要工作在特殊环境的机会也越来越多，随之改变的是数据采集、接收、存储这些基本功能对系统性能的要求也越来越高。传统的数据通信系统通常会把单片机作为系统的主要控制模块，通过单片机来控制接收功能、存储器以及其他外围电路。经过不断的实践检验，这样做存在着不少缺点：单片机的工作频率较低，而且无法避免得要用到软件协助，因此在整个运行过程中，降低了数据处理与接收的效率。与之不同的是，FPGA中的时钟频率较高，延时相应变小，效率变高，而且由硬件控制全部的逻辑过程，因此与单片机相比较在速度、效率上都有一定的优势。
数据接收与存储设备在环境监测、航空航天、微型通讯等领域均有着广泛的应用，其中各种芯片的集成化、高速化对通信设备的推动是不容忽视的，同时这对数据存储过程中，设备的存储速率和容量等性能的要求也随之升高。此外，当今很大一部分设备都在趋于便携化，相应的，存储设备的外形、功耗也成了具有决定性影响的因素。磁盘作为储存设备，凭借其相对廉价并且功能可靠的特点，在当今市场应用中还是占有很大的比例，只是磁盘有着耗能较高、体积较大、适应性差等缺点，因此不适合在极端复杂环境下使用，现在它们的使用范围也受到了越来越多的限制。所以，我们便需要在设计产品时着重考虑新一代的存储设备。
1. 2 发展现状与趋势
1. 3 论文主要工作和章节安排
本文介绍了对2.4GHz的通信信号进行高速接收、处理及存储的系统设计方法。系统工作在2.4GHz的频率范围内，设计要求数据传输速率以达到2Mbps，经接收后的数据可存放在系统中，设计要求片上存储的空间容量达到512M以上，并且保持在短距离内能够进行可靠传输。
系统的主要功能：将接收到的模拟信号经过低噪声放大，经过RF射频芯片的解调与处理，通过SPI总线与FPGA最后进行通信与存储。FPGA可对数据进行一定的处理，并通过相应的控制功能来完成各模块间的协调配合，由使用者使用跳线帽选择存储数据的各条输出通道，在设计中加入的USB芯片可以完成与连接USB设备的数据保存，可以选择直接存放在板载存储器中，当条件允许时导出至上位机进行处理。
本文的章节安排：
第一章引言。
第二章叙述了FPGA的基本内容与基本结构，以及当前的市场产品与发展情况，然后是系统开发的流程与所需工具等等。
第三章讲述了无线数据接收和存储电路设计的实现方法。首先介绍了本文设计的高速接收系统的参数要求与结构框架，然后介绍接收到的信号在FPGA的控制及处理下如何通过无线射频芯片，并传输到板载存储器之中，同时又对将接收数据进一步传送至上位机进行说明，最终完成对系统的多功能任务的要求。根据本课题所需要求，描绘实现本设计所需要的流程以及设计框图，其中包括了系统的硬件电路设计与软件设计。在设计总体框图的同时对系统中各个元件的选择以及工作原理进行简单的描述，其中较详细得介绍重要元件的设计思路以及应用要点，如无线射频芯片，低噪声放大设备以及存储电路和外围电路的设计等等。最后是系统配套的软件编程，讲述通过所用程序，完成对四个模块的控制及处理。
第四章复述了系统调试与性能分析的结果。
最后为全文的总结，与致谢。
2 FPGA开发关键技术分析
2. 1 FPGA技术
FPGA作为新一代专业集成电路器件的代表技术，它是在PAL(可编程阵列逻辑)和GAL(通用阵列逻辑)等基础之上发展起来的。同传统集成产品相比，FPGA的集成度更高、功能更强，在单片的性能对比上，FPGA的性能可以是上代产品的成百上千倍。FPGA主要具有以下几个优点：
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