基于FPGA参数关联比较器的预分选器设计

使用的FPGA为Xilinx公司Virtex 4系列的XC4VSX55。ISE11.1为用户提供了CAM版本为6.1的IP核，其配置界面如图6所示。

　　3.1 地址匹配类型

　　CAM输出地址匹配类型有三种配置，默认为binary encoded，也就是输出匹配的地址信息。另外，也可以配置成single-match unencoded和multi-match unencoded，这两种模式输出的就是一个位数与CAM内数据个数相同的二进制编码，与之匹配的位为1，其余为0。例如，CAM中有8个数据，输入的数据与第3个数匹配，则输出00100000。

　　3.2 三态模式

　　标准三态模式是指写入CAM的内容可以为1，O和X，X是指不关心的位，任何值与X比较的结果都是认为是匹配的，比如与10X1匹配的内容为1011，1001。增强三态模式比标准模式多了一个U，U和X刚好相反，指的是任何值与U比较的结果都是认为是不匹配的。

　　经过对CAM核的分析，三态模式中X的引入可以实现一对多的匹配，这样CAM中的一个值不但可以对应容差范围内的多个值，也可以对应参数捷变雷达的中参数的多个值。例如，雷达的频率参数范围是01111100b≤RF≤01111111b，CAM中只要预存二进制数011111XX就可以实现。利用这个原理，本文使用Active-HDL 8.2软件在FPGA中实现了预分选器的设计。

　　对CAM和RAM单元的初始化数据写入既可预先初始化，也可在系统工作过程中实时更新。在雷达信号预分选应用中可将已知辐射源库利用初始化内存文件对CAM和RAM进行初始化。对未知辐射源参数可在系统工作过程中实时动态写入。

　　图7为在Active-HDL8.2中的仿真图，从输入的PDW可以得到PW=101，DOA=162，RF=202，三个参数分别进入相应的CAM中得到匹配结果和匹配标志，最终得到与编号为18的雷达匹配。

　　4 结语

　　基于CAM的关联比较器在雷达信号预分选中具有重要意义，能够极大地提高信号分选的速度，为后端处理节省更多的时间。本系统在FPGA内设计了基于CAM的关联比较器，实现了雷达信号的快速预分选，达到了实时性和可靠性的要求。