隨著硬件技術(shù)的大力發(fā)展和加工丁藝技術(shù)的不斷提升，芯片技術(shù)日益成熟，軟件無線電技術(shù)得到廣泛應用和迅猛發(fā)展。無線電系統(tǒng)在整體體系結(jié)構(gòu)上發(fā)生了重大變化，正沿著綜合化、模塊化、通用化和智能化的方向快速推進。無線電系統(tǒng)將模塊化、標準化的硬件構(gòu)成基本平臺，通過軟件加載技術(shù)來實現(xiàn)盡可能多的功能，為多種信號的功能綜合和互聯(lián)互通提供了技術(shù)保障。隨著模塊應用靈活性要求的不斷增加，軟件維護及升級需求的日益迫切，給軟件加載技術(shù)提出了更高要求。本文提出了一種基于CPLD的多處理器遠程加載管理設計應用方案，系統(tǒng)實現(xiàn)了從遠端下發(fā)命令字和更新數(shù)據(jù)即可完成模塊的程序更新升級和重新加載，實現(xiàn)軟件維護和模塊功能切換，滿足日益復雜的系統(tǒng)使用要求。
　　1 數(shù)字處理模塊
　　數(shù)字處理模塊主要完成基帶信號調(diào)制解調(diào)、RS編解碼算法實現(xiàn)、收發(fā)通道實時控制、導航算法實現(xiàn)、信息層的協(xié)議實現(xiàn)以及大量的數(shù)據(jù)融合算法實現(xiàn)等。硬件設計采用了FPGA+DSP的設計構(gòu)架，以1顆Altera公司的Stratix系列FPGA和4顆TI公司的DSP作為設計核心完成以上功能實現(xiàn)，框圖如圖1所示。系統(tǒng)要求數(shù)字處理模塊要適應系統(tǒng)通用化和智能化的設計要求，具備遠程自動更新升級、加載等功能，為系統(tǒng)功能多樣化、維護簡易化打下基礎。根據(jù)系統(tǒng)要求和模塊設計實際，結(jié)合CPLD芯片穩(wěn)定性高、設計靈活的自身特點，確定采用CPLD作為整個數(shù)字處理模塊的功能管理芯片，實現(xiàn)對整個處理模塊的電源管理、狀態(tài)檢測、上電復位管理、各DSP及FPGA的程序加載管理、遠程更新等功能處理。
　　當系統(tǒng)需要對本模塊的軟件進行升級或者模塊功能重構(gòu)時，系統(tǒng)將更新命令字和更新內(nèi)容通過SEDERS總線下發(fā)至DSP4，再送入CPLD進行解碼、識別分類，根據(jù)指令要求啟動CPLD對FLASH中的相應空間進行擦除、更新操作。當操作完成后，CPLD強行啟動DSP或FPCA，重新加載FLASH中的程序，完成系統(tǒng)軟件升級或者模塊功能重構(gòu)任務。
　　
　　2 遠程更新硬件實現(xiàn)
　　遠程更新和加載就是系統(tǒng)具有從遠端通過下發(fā)指令或參數(shù)對處理模塊中存儲的應用程序進行修改升級的功能，模塊內(nèi)部控制單元啟動加載模塊，完成模塊功能重構(gòu)。反映到硬件功能就是主控芯片要具備擦除、讀寫模塊內(nèi)存儲芯片的功能，可以控制模塊內(nèi)的各處理器及可編程器件重新加載運行新程序。數(shù)字處理模塊采用4顆DSP芯片和1顆FPGA來完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理任務，因此在系統(tǒng)升級時需要對4個處理器或部分處理器及FPCA的程序進行更新并重新加載。所以主控芯片要具備擦除、讀寫各DSP和FPCA芯片掛接的FLASH芯片，并能對其完成程序加載。
　　硬件設計時FLASH芯片采用了集中式設計，多個DSP芯片和FPGA分段共享同一片大容量FLASH。共享存儲器有利于提高模塊可靠性、模塊小型化設計、有利于主控模塊對其操作控制，有效降低功能實現(xiàn)復雜度，也有利于擴充模塊功能。一般FPGA設計多采用掛接與之匹配的FLASH芯片，這些專用存儲芯片不但具備專用接口與FPGA匹配，而且內(nèi)部嵌入了FPCA信息，硬件設計時只需要將FPCA設計成主動加載模式即可。系統(tǒng)上電后FPGA將自動識別存儲器并完成程序加載，整個過程不需要外部干預。但對于通用存儲芯片來說FPGA是無法實現(xiàn)自動加載的。而且這種遠程控制也是要通過外部干預來實現(xiàn)的，所以FPGA只能設計為被動模式，通過主控模塊完成加載過程。而ALTERA公司專門研發(fā)了一款MAXⅡ系列的CPLD來實現(xiàn)StratixⅢ系列FPGA的加載管理CPLD硬件框圖如圖2所示。