Xilinx FPGA的嵌入式系统开发过程

3．2 系统的软件设计
智能无线电监测管控系统的嵌入式软件包括嵌入式操作系统和网络应用程序。EDK集成了软件平台产生器、软件编译器和软件调试等工具，因此，软件设计也在EDK中进行。
嵌入式操作系统是嵌入式软件技术的核心，介于嵌入式系统硬件和应用程序之间，负责调度并管理应用程序，完成对嵌入式系统硬件的控制和操作。嵌入式操作系统的选用主要考虑实时性、可靠性、功耗、可抑制性以及兼容性、软件开发难易程度等因素，本文选择Xilinx公司提供的实时操作系统Xilkernel来进行软件开发。
嵌入式系统应用软件主要是接收客户端指令和发送数据给客户端，通信方式为TCP／IP的网络数据通信协议，网络通信应用程序采用顺序执行的结构方式。为了能够响应外围设备的中断请求，在程序中为多个外围设备提供了相应的中断服务程序。网络应用程序软件流程图如图4所示。

3．3 实验结果
系统使用ARONE接收机监测无线电信号，中频输出为10．7 MHz，A／D采集卡将采集的数据送入FPGA中，FPGA处理后将数据通过网络传输到PC机中，在PC机上开发网络客户端程序，对侦察的信号进行分析、记录、存储等操作。使用信号线将ARONE通信接收机输出端与A／D转换模块相连，A／D转换模块使用美国模拟器件公司的A／D转换器AD9460。在侦察接收机受控工作时，使用串口线将图3所示硬件系统与ARONE通信接收机串口输入相连；在侦察接收机自主工作和系统调试时，使用串口线将图3所示硬件系统与PC机相连，在超级终端中观看系统运行状态。将信号源与ARONE通信接收机信号输入端相连。将软硬件联合编译生成的bit文件下载到FPGA开发板上，在PC机上使用系统监测软件进行监测。图5是中频信号分析图，可得到信号电平大小、频率、带宽等信息；图6是频段扫描的频谱数据显示，在选定的频率范围内循环扫描，得到所有信号的电平、频率等信息。实验结果表明；通过合理规划FPGA资源和任务需要，在一块FPGA中实现了信号处理、接口与控制、网络数据传输的任务，能够很好地满足实际工程需要。

结语
本文介绍了一种基于FPGA的嵌入式系统设计，利用此嵌入式系统实现了某智能无线电监测管控系统信号的采集、处理、传输等功能。同时，基于FPGA IP核的设计，使各功能部件集中在FPGA芯片上，满足了系统对体积、成本、功耗和灵活性的要求。