HSP3824扩频通信芯片的功能及应用

随着通信技术的快速发展，各种新业务的层出不穷，无线通信以其方便、灵活、易于组网等特点获得了广泛的应用。其中特别是扩频通信技术由于其抗干扰、抗多径的突出优点，获得了各方的青睐，无线扩频产品的开发研制已成为国内外通信界的一个热点。同时扩频通信技术也已经超出了无线通信的领域，在一些“有线 ”的领域内得到了充分应用，如电力线通信系统等。　

HARRIS公司的HSP3824直接序列扩频基带处理器是其24GHz天线芯片组的一部分，它包含了全双工或半双工收发机的所有功能。该芯片的最突出特点是灵活，其数据率、扩频比、调制方式以及PN码等都可以根据需要而动态调整，也可以通过设置HSP3824内部寄存器来实现大量的应用，为设计提供了较大的灵活性。实践证明该芯片可靠易用，是开发扩频通信产品的良好选择。

1 HSP3824主要功能和特点

HSP3824是HARRIS（Intersil）公司开发的用于直接序列扩频通信的基带处理器。其基本功能是将接收到的基带数据扰码、调制、直接序列扩频输出至中频调制。或反之，将中频解调后的信号经A/D变换、解扩、解调、解扰后得到基带数据并输出。

它的主要特点如下[1]:

• 完全的直接序列扩频基带处理器(DSSS基带处理器);
• 处理增益最高12dB;
• 可编程PN码11、13、15、16位可选;
• 可编程数据率，最高达4Mbps;
• 适合于PCMCIA板应用的TQFP封装;
• 调制方式DBPSK、DQPSK可选;
• 支持半双工、全双工操作;
• 内置A/D转换器;
• 低功耗，某些模块在不工作时可置为SLEEP状态。

HSP3824内置57个寄存器，这些寄存器的值决定了它的工作状态，外部控制器可对这些寄存器进行读写。通过正确配置寄存器，可实现HSP3824的各种功能，且可以动态调整。

除了基本的发送、接受模块之外，HSP3824还包括8位的测试总线，用于测试芯片的内部信号，实时反映芯片的工作情况;输入信号强度检测和信道空检测(CCA)可避免数据阻塞，优化网络传输;还可以由外部控制端口设置为各种功耗模式。

2 HSP3824内部结构及使用要点

2.1 内部结构及外部接口

HSP3824可大体上分为三部分:控制、发送及接收。相应地对外分别提供三个数字端口与控制器相连，即控制端口 (CONTROL_PORT)、发送端口(TX_PORT)及接收端口(RX_PORT)，且这三个端口可分别独立工作或同时工作。此外，还具有一个测试端口(TEST_PORT)，供外部控制器监控HSP3824的工作状态。

HSP3824的内部结构简图如图1所示。



　IIN:接收到的I路模拟信号;

    QIN:接收到的Q路模拟信号;

    RSSI:接收信号强度检测(模拟信号);

    IOUT:I路输出扩频基带数字信号;

    QOUT:路输出扩频基带数字信号;

HSP3824外部端口如图2所示。除四个数字端口外，还有模拟输入(ANALOG INPUTS)、A/D参考电压(A/D REFERENCE)及省电模式控制信号(POWER DOWN SIGNALS)等接口。需要强调的是每个数字端口都有其严格的时序关系，只有在满足时序的条件下HSP3824才能正常工作。其中尤其是控制端口，是设置并保证HSP3824良好工作状态的关键。



2.2 控制端口时序图

为确保HSP3824按照设计者的要求正确工作，关键的一点是实现HSP3824内部控制寄存器的正确读写。这些内部寄存器包括发送/接收PN 码长度寄存器，发送/接收PN码字寄存器，调制/解调方式寄存器等57个，存储了HSP3824正常工作所需的全部参数及一些内部状态。因此在每次重新上电时，都必须首先由外部控制器通过HSP3824的控制端口实现这些寄存器的正确配置，之后才能正常工作。在正常工作时，也可通过该控制端口读出内部寄存器的值，供控制器分析、监控系统运行状态，还可以在需要时通过改变寄存器的配置来调整HSP3824的工作方式。

要实现内部寄存器的正确读写，必须满足HSP3824控制端口要求的时序关系。其时序分为读写两种，分别如图3及图4所示。





其中，各数据线的含义及作用如下:

SCLK:数据时钟，HSP3824在它的上升沿采样或送出数据，由它决定了读写操作的速度。需要引起注意的是SCLK应提前SD几个周期就准备好，且SCLK的速度不能大于1/2倍的系统主时钟MCLK。

SD:串行输入/输出的数据，包括寄存器的地址和值。在每次读/写一个寄存器时，SD的前8位都应该是地址，后8位为数据，且均是低位在前。

　　AS:区分数据线SD上送的信号是寄存器的地址还是数值，AS=1表示SD为地址，AS=0表示SD为数值。

　　R/:表示对于HSP3824而言，控制端口进行的是读还是写操作，RS=0为写操作，RS=1为读操作。

　　为使能信号，只有在=0时控制端口才能进行读写。

2.3 应注意的关键问题及