射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置及方法
2023-10-09 01:03:24 1
專利名稱：射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種通過動態控制系統時鐘從而延長射頻信號掃頻儀使用時間、降低系統功耗的實現裝置及操作方法。
背景技術：
第三代移動通信技術WCDMA、TDSCDMA逐漸趨於穩定，急需網絡覆蓋、優化方面的測試儀表完成鋪網工作，特別是需求移動狀態下的手持測試儀表來完成基站、直放站的測試效果。
射頻信號掃頻儀是一種接收WCDMA或TDSCDMA通信設備下行信號(基站-移動終端)，並進行解調、分析的儀器，可以報告與網絡規劃、優化相關的一些參數指標，如CPICH Ec/Io、RSSI等。可以用來測試基站或直放站的覆蓋效果。若要滿足工程使用，還要具備操作簡便、工作穩定、輕便易攜帶、抗振動和抗摔打能力強等特點。在3G(第三代移動通信技術)的基站設計中，雖然基帶與AD處理功耗不是設計的主要矛盾，但是如果在掃頻儀中實現基帶的數據處理，在考慮DSP性能前提下更需要考慮功耗問題。
目前，一種解決方案是使用晶片廠家的終端基帶處理套片，既權衡了性能又考慮到了功耗問題，但是基帶處理套片的入門價格昂貴，且許多方面受到晶片廠商的制約；另外一種解決方案是使用通用的DSP處理器實現掃頻儀中基帶數據處理，雖然有利於積累基帶數據處理的能力，降低了從事該行業研發的成本，能夠設計出獨立自主的產品，但是增加了設計難度，並且使用通用DSP功耗巨大，也不利於長時間使用電池工作。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明通過動態控制系統時鐘，既使用了通用DSP完成基帶數據處理，同時又延長了射頻掃頻儀的工作使用時間，降低了系統總功耗，滿足工程使用需求。
本發明提供了一種射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置和方法.
本發明所述裝置的構成包括CPU、DSP、FPGA、Temperature Sensor1、Temperature Sensor2、Clock和RSPADC幾個部分。它們之間的物理連接關係如圖1所示。
其中，CPU負責與外部通信；配置各晶片工作；監控動態控制DSP工作時鐘；DSP進行基帶數據處理；FPGA完成RSPADC接口時序配合，基帶數據格式轉換及基帶數據傳送；RSPADC包括ADC，數字下變頻，及下變頻後將基帶數據送到FPGA進行進一步數據處理；Temperature Sensor1負責實時採集DSP晶片工作溫度並上報；Temperature Sensor2負責實時採集RSPADC晶片的工作溫度並上報；Clock提供單板各部分系統時鐘，動態時鐘管理。
本發明所述操作方法包括掃頻儀單板正常啟動，CPU完成各個晶片的配置；用戶配置掃頻儀工作模式；CPU打開散熱風扇，配置DSP和RSPADC的工作時鐘，啟動用戶的工作模式；CPU通過兩個溫度傳感器實時監視DSP和RSPADC溫度變化；當DSP和RSPADC的溫度第一次達到溫度上限時，通知用戶掃頻儀將要暫時做出降頻處理，但不會影響掃頻儀當前工作；當DSP和RSPADC的溫度第二次達到溫度上限時，通知用戶掃頻儀正在做出降頻處理，同時CPU通過IIC總線配置時鐘晶片降低DSP的工作時鐘，並保持散熱風扇開啟；當DSP的溫度返回到正常工作溫度時，通知用戶掃頻儀可以恢復全速正常工作，同時CPU配置時鐘晶片，將DSP的工作時鐘恢復到全速狀態；當掃頻儀長時間沒有接收到工作的消息後，CPU通過IIC總線關閉DSP和RSPADC的工作時鐘，系統處於空閒狀態。
本發明的有益效果如下使用功耗巨大的通用DSP和RSPADC，實現電池供電的手持掃頻儀，如果不採用本發明所述技術方案，將無法使用低容量電池為掃頻儀供電；另外，掃頻儀是工程使用測試儀表，當外界環境溫度過高時，散熱成為主要問題。經過實際測試，散熱不良將導致DSP的功耗迅速增大，測量速度明顯降低，很快將電池電量耗盡。採用本發明所述解決手段後，不僅降低了掃頻儀的系統功耗，明顯延長了產品電池使用時間，還提高了了產品可靠性，符合工程手持測試使用。
圖1為本發明所述射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置結構示意圖；圖2為本發明所述射頻信號掃頻儀動態時鐘控制方法的操作流程圖。
具體實施例方式
本發明提供了一種射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置，其具體結構及連接關係參見圖1，其中CPU負責與外部進行通信；配置單板各部分晶片的工作；監控單板工作狀態；通過對功耗大的DSP和RSPADC進行溫度監控，實現動態控制DSP的工作時鐘；通過對空閒和工作狀態的切換，實現對時鐘的動態管理；DSP進行基帶數據處理，並將處理結果上報給CPU；FPGA完成RSPADC接口時序配合，及基帶數據格式轉換，並將基帶數據傳送給後級DSP處理；RSPADC包括ADC，數字下變頻，對模擬中頻信號採集混頻、濾波和抽取處理，經過下變頻後將基帶數據送到FPGA進一步數據處理；Temperature Sensor1負責實時採集DSP晶片的工作溫度，並上報給CPU；Temperature Sensor2負責實時採集RSPADC晶片的工作溫度，並上報給CPU；Clock提供單板各部分的系統時鐘，接受CPU的動態時鐘管理。
下面結合上述裝置結構及說明書附圖2的流程，具體說明書本發明所述射頻信號掃頻儀動態時鐘控制方法的操作過程。
首先，CPU接收到需要工作的命令後打開散熱風扇，配置DSP的工作時鐘為最高工作時鐘，同時打開RSPADC的工作時鐘，單板開始按照用戶的指令正常工作；在用戶下發停止工作命令後，如果3分鐘沒有再接收到開始工作的命令，CPU關閉DSP和RSP/ADC的工作時鐘，並且關閉散熱風扇，系統進入空閒狀態，只有CPU內核保持工作，保持與用戶接口的通信；
當CPU接收到用戶再次下發需要工作的命令時，通過IIC總線重新配置DSP和RSPADC的工作時鐘，DSP和RSPADC繼續按照用戶的指令進行工作；另外，由於DSP和RSPADC的功耗很大，必然產生很多熱量。當外界環境溫度過高，散熱風扇不能及時將掃頻儀內部的溫度降低時，就會在單板上產生兩個熱源。DSP和RSPADC在環境溫度上升時會消耗更多電池電量，使系統陷入惡性循環。因此，為了保護系統不被損壞，在DSP和RSPADC晶片旁邊安放了兩顆溫度傳感器，以便於實時監視掃頻儀的兩個熱源溫度的變化，並根據測試得到的數據設定掃頻儀兩個熱源晶片溫度的兩個上限值；當CPU第一次查詢到單板溫度超過系統設定的溫度容限時，CPU根據查詢信息首先通知用戶掃頻儀內部溫度過高，將要暫時對系統時鐘做出降頻處理，但不會影響正在進行的工作；如果用戶不作處理繼續當前的工作，DSP和RSPADC附近的溫度會很快繼續上升，到達系統設定的第二上限值。CPU查詢到溫度傳感器第二上限值後通知用戶掃頻儀正在暫時做出降頻處理，同時通過IIC總線配置系統時鐘晶片，降低DSP的工作時鐘，主要熱源的散熱被控制；此時，由於風扇一直在工作，很快會將掃頻儀內部的溫度降低。CPU查詢溫度到達可以正常工作的溫度後，首先通知用戶掃頻儀可以恢復全速工作，同時配置系統時鐘晶片，將DSP時鐘恢復到全速工作狀態，進行用戶要求的工作。
顯然，本領域技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的要義與範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變形屬於本發明的權利要求及其等同技術範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動及變形在內。
權利要求
1.一種射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置，其包括CPU、DSP、FPGA、Temperature Sensor1，2、Clock和RSPADC幾部分，其特徵在於CPU負責與外部通信；配置各晶片工作；監控動態控制DSP工作時鐘；DSP進行基帶數據處理；FPGA完成RSPADC接口時序配合，基帶數據格式轉換及基帶數據傳送；RSPADC包括ADC，數字下變頻，及下變頻後將基帶數據送到FPGA進行進一步數據處理；Temperature Sensor1，2負責實時採集晶片工作溫度並上報；Clock提供單板各部分系統時鐘，動態時鐘管理。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述的TemperatureSensor1負責實時採集DSP晶片的工作溫度，上報給CPU；Temperature Sensor2負責實時採集RSPADC晶片的工作溫度，上報給CPU。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述裝置還包括IIC總線，並且CPU查詢到Temperature Sensor2上限值後，通知用戶掃頻儀正在暫時做出降頻處理，同時通過IIC總線配置系統時鐘晶片，降低DSP的工作時鐘，控制主要熱源散熱。
4.一種射頻信號掃頻儀動態時鐘控制方法，其特徵在於包括如下操作步驟CPU通過兩個溫度傳感器Temperature Sensor1，2實時監視DSP和RSPADC溫度變化；當DSP和RSPADC的溫度達到溫度上限時，通知用戶掃頻儀將要暫時做出降頻處理；當DSP的溫度返回到正常工作溫度時，通知用戶掃頻儀可以恢復全速正常工作，同時CPU配置時鐘晶片，將DSP的工作時鐘恢復到全速狀態；當掃頻儀3分鐘沒有接收到工作的消息後，CPU通過IIC總線關閉DSP和RSPADC的工作時鐘，系統處於空閒狀態。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於所述第二步驟還包括當DSP和RSPADC的溫度第一次達到溫度上限時，通知用戶掃頻儀將要暫時做出降頻處理，但不會影響掃頻儀當前工作；當DSP和RSPADC的溫度第二次達到溫度上限時，通知用戶掃頻儀正在做出降頻處理，同時CPU通過IIC總線配置時鐘晶片降低DSP的工作時鐘，並保持散熱風扇開啟。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於還包括CPU查詢溫度到達可以正常工作的溫度後，首先通知用戶掃頻儀可以恢復全速工作，同時配置系統時鐘晶片，將DSP時鐘恢復到全速工作狀態，進行用戶要求的工作。
全文摘要
本發明公開了一種射頻信號掃頻儀動態時鐘控制方法，其包括CPU通過兩個溫度傳感器Temperature Sensor1，2實時監視DSP和RSP&ADC溫度變化；當DSP和RSP&ADC的溫度達到溫度上限時，通知用戶掃頻儀將要暫時做出降頻處理；當DSP的溫度返回到正常工作溫度時，通知用戶掃頻儀可以恢復全速正常工作，同時CPU配置時鐘晶片，將DSP的工作時鐘恢復到全速狀態；當掃頻儀3分鐘沒有接收到工作的消息後，CPU通過IIC總線關閉DSP和RSP&ADC的工作時鐘，系統處於空閒狀態。本發明還公開了一種實現上述操作的射頻信號掃頻儀動態時鐘控制裝置。本發明技術方案不僅能夠降低掃頻儀的系統功耗，明顯延長產品電池使用時間，還可以提高產品可靠性，符合工程手持測試使用。
文檔編號H04B17/00GK1925664SQ20061011324
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月20日 優先權日2006年9月20日
發明者魯雪峰, 湛秀平, 劉剛 申請人:北京北方烽火科技有限公司