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本文主要是關于sc2001的相關介紹，并著重對sc2001的電路及其參數進行了詳盡的闡述。
sc2001
ASTRA SC2001是一個功能很強的可編程擴頻（直擴）處理芯片，它主要由發射單元和接收單元兩部分組成，其內部邏輯如圖1所示。其中發射單元主要由數據格式轉換單元、擴頻單元、升余弦濾波器（完成波形成形及8倍過采樣功能）、保持功能單元（零階插值濾波器）、電平控制單元、數字上變頻及調制器組成；接收單元則由增益控制單元、數字下變頻器、抽取濾波器、接收升余弦濾波器（含8倍抽取功能），早、中、晚（延遲）相關器、接收PN碼產生器和噪聲估計器等組成。另外，SC2001內部還有接收、發送時鐘產生單元。
sc2001電源芯片參數
ASTRA SC2001的主要特點如下：
●具有完全可編程的PN碼序列，位數多達1023位，可獲得最高30dB的擴頻增益；
●所有的控制參數均可由片內的41個寄存器（不包擴存儲PN碼的寄存器）通過軟件編程的方法進行設置；
●可完成多種調制和解調方式，如BPSK、QP-SK、QPN、OQPN、OQPSK及差分DBPSK、DQPSK、DQPN、DOQPN、DoQPSK的調制和解調等；
●在47MHz的工作時鐘及非CDMA工作模式下，數據速率最高可達11．75Mbits／s；
●具有片內可編程的抽樣頻率及載波頻率；
●可提供同步CDMA、異步CDMA及非CDMA等多種工作方式；
●為CMOS全數字直接擴頻收發機，采用3.3V工作電壓，功耗很低；
●采用100腳PQlP封裝形式。
3 基于SC2001的直擴系統
sc2001電源芯片電路圖
1 概述
隨著CDMA技術的應用和發展，直接序列擴頻技術（簡稱直擴技術）越來越被人們所熟悉。直擴技術也因具有抗干擾和抗多徑能力強、保密性好、易于組網等諸多獨特的優點而被廣泛應用。本文所介紹的ASTRA（Advanced Spread Spectrum Transceiver ASIC）芯片SC2001就是基于直擴技術的具有高擴頻處理增益的新一代專用集成芯片。ASTRA SC2001是比利時SIRIUS公司開發研制的直擴芯片。該器件在單個芯片上集成了收、發模塊，可以工作在CDMA及非CDMA兩種模式，其PN碼最長可達1023位（可獲得高達30dB的擴頻處理增益）。由于SC2001的集成度高，故可以完成全雙工直擴收發機物理層的所有功能，并具有較高的吞吐率。因此，可在衛星、導航、測距移動通信等領域得到廣泛應用。
ASTRA SC2001可提供導頻信道（Pilot channel）和業務信道（Traffic channel）兩條信道。每條信道分別由同相支路（i支路）和正交支路（q支路）組成。信號由DSP以每組32比特的數據塊發至ASTRASC2001。到達的數據首先將根據不同的調制形式被轉換成不同的數據格式（如BPSK調制，32比特數據分配到每條信道的i支路；而對于QPSK調制，數據則平均分配到每條信道的i、q支路），接著在擴頻單元完成直接序列擴頻，然后再經過升余弦濾波器形 成波形，并將抽樣頻率提高至原來的8倍。接下來，再經過零階插值使抽樣頻率提高至H倍（內插因子H可編程，取值在1到1023之間），這樣，總的抽樣率將被提升至原抽樣率的8 X H倍，以濾除DAC輸出信號中的鏡相頻率，并使上變頻器輸入信號的抽樣率和中頻載波的時鐘同步。最后，數據再經過電平控制、數字上變頻及調制后輸出至寄存器DAC-DATA（8位）中，輸出為中頻信號。另外，ASTRASC2001還提供了擴頻基帶信號輸出方式，即輸入信號只經過格式轉換及擴頻就被輸出至寄存器DAC-DATA中，這樣利用片外的相關單元（主要是波形成形、上變頻及調制）就可將信號處理為中頻信號，從而提高ASTRA SC2001的使用靈活性，以滿足特殊用戶的需要。
在接收端，數據由寄存器ADC-DATA（8位）輸入，經過增益控制、數字下變頻后進入抽取濾波器（抽取因子D可編程，取值在1到1023之間），然后信號被送入接收升余弦濾波器。這樣，從濾波器出來的信號即是抽樣率已恢復至原有抽樣率的擴頻基帶信號（降低抽樣率的目的是為了減少多余的數據以提高計算效率）。最后，將信號與本地產生的PN碼進行相關處理，即可完成信號的同步及解擴。值得注意的是：ASTRA SC2001的接收單元提供了七個 滑動相關器來完成早、中、晚（延遲）相關數據的計算。同時結合DSP編程可以靈活地完成信號的捕獲、跟蹤及恢復。但用此種方法完成同步工作相對較慢。用戶如想獲得快速同步，可以采用片外FPGA器件構成匹配濾波器。這種方法最快可以在一個碼元的時間內完成同步。
結合ASTRA SC2001的特點，筆者以TI公司的數字信號處理芯片TMS320C31和ASTRA SC2001為核心設計了一個長碼擴頻系統。其原理如圖2所示。該系統首先將DSP進行系統擴展，并用EPROM及RAM擴展DSP的存儲空間，用數模及模數轉換器構成DSP的前向及后向通道。然后，根據ASTRASC2001的接口時序及TMS320C31的讀寫時序設計二者之間的接口電路，具體電路如圖3所示。系統中器件的選擇可根據數字信號處理器TMS320C31和ASTRA SC2001的工作頻率及工作特點而定。本系統中，TMS320C31的工作頻率是40MHz，EPROM用的是四片TMS27PC512-15（64k X 8），RAM用的是八片CY7C194-15（64k X 4）。根據ASTRA SC2001的特點，選用的數模及模數轉換器分別是AD7821和AD7826，它們都是八位并行輸入。ASTRA SC2001的寄存器都有各自的12位地址，所以DSP對ASTRASC2001的讀寫操作相當于對外部存儲器的操作。數據和控制信號均由C31通過32比特數據總線及12位地址總線傳給ASTRA SC2001。在接口電路中，CS為片選信號，當其為低電平時，ASTRA SC2001進入讀／寫工作模式。當CS為高電平時，數據及地址總線上的信號無效。寫使能信號WE用于選擇是讀周期還是寫周期。當為寫周期時，CS為低電平，且WE為高電平，12位地址信號及32位數據信號在DSP-STROBE信號的上升沿被ASTRA SC2001鎖定，然后被讀人ASTRA SC2001的內部寄存器并進行處理。ASTRA SC2001一般通過中斷請求輸入數據，即每隔32個碼元周期（單信道BPSK調制）或16個碼元周期（單信道QPSK調制）向TMS320C31發送一次請求信號DATA-RQ，并由該信號通過接口電路產生中斷請求INTO。此時，TMS320C31可通過調用相應的發送中斷服務程序來將32比特數據寫入ASTRASC2001。在讀周期時，CS為低電平，WE也為低電平。ASTRA SC2001每經過一個碼元時間，就會產生一個DATA-RDY信號（表明相關數據已準備好）， 并由該信號通過接口電路產生中斷請求INTl。此時，TMS320C31可通過調用相應的接收中斷服務程序將數據取走，從而完成TMS320C31與ASTRASC2001之間的數據傳送。
3. 2軟件設計原理及程序設計框圖
對ASTRA SC2001的控制可通過ASTRA SC2001和TMS320C31之間的接口來完成。本系統中的TMS320C31一般運行在微計算機／引導裝載程序狀態。當TMS320C31復位后，通過程序引導裝載功能可將EPROM中的程序裝載到RAM中運行，以降低系統成本、方便系統設計。接著，TMS320C31通過預先設計的程序對ASTRA SC2001進行初始化。其中包 括向ASTRA SC2001的寄存器T-CDMA-C及R-CDMA-C中寫入發送和接收PN碼序列；向T-SEL-PSK及R-SEL-PSK發送控制字可以決定發送和接收的調制方式；而通過向T-CLK-NCO及R-CLK-NCO發送控制字則可決定系統發送和接收的工作頻率等。在對所需寄存器進行設置以完成對ASTRA SC2001的初始化后，TMS320C31將啟動數模及模數變換器，同時啟動ASTRA SC2001并使它們保持同步。這樣，整個系統便進入了工作狀態。圖4所示是其程序框圖。圖中，中斷仲裁單元負責解決INT0及INTl兩個中斷同時發生時所產生的沖突。因為ASTRA SC2001對解擴后的數據可以暫存在片內寄存器中，而不必馬上取走。所以，在仲裁單元中應賦予發送中斷請求更高的優先級。
4 結論
ASTRA SC2001是近年來少有的高集成度且功能非常強大的擴頻芯片，由其構成的系統可獲得很高的擴頻處理增益，并可大大簡化系統的硬件設計。因此，在通信領域，特別是在W-CDMA和衛星通信等系統中，ASTRA SC2001會有很好的應用前景。
結語
關于sc2001的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
工商網監
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