雷达系统的数字基带和射频域集成挑战

在本例中，Xilinx应用ChipScope Pro “Core Inserter”通过内部FPGA多路复用器测量核心和FPGA内部路由资源定义探测点。首先，该工具支持用户定义测量核心类型、信号丛集的数量、用于调试信号的引脚数量以及输出调试信号的FPGAI/O引脚。

我们可以通过经过上变频和滤波的I和Q检测FPGA信号，也可以激励数模转换器的数字中频检测FPGA信号。然后，称为“FPGA动态探头”的逻辑分析仪工具与FPGA测量核心结合，可支持设计人员进行有意义的测量。

逻辑分析仪FPGA探测工具可以大幅简化测量过程。首先，该工具支持用户通过JTAG连接直接从逻辑分析仪接口向FPGA下载.bit格式的FPGA设计文件。

其次，该工具可以从Xilinx生成的.cdc文件导入内部探测到的FPGA总线和信号名称。.cdc文件由Xilinx ChipScope Pro Core Inserter应用软件创建。之后，称为“自动引脚映射”的流程将使用逻辑分析仪探测FPGA输出引脚的调试信号，并自动“映射”至逻辑分析仪的输入通道。设置逻辑分析仪以获得适合的已定义时钟输入，阀值电平应匹配FPGA输出电压电平，逻辑分析仪捕获模式应匹配FPGA调试信号输出。设计人员可以选择要查看的信号丛集。本例选的是数模转换器输入。

现在，逻辑分析仪捕获一条数字信号迹线，如图4左侧所示。逻辑分析仪使用了“图表”显示模式，其中总线的十六进制值已转换为波形。我们可以看到数字中频脉冲的开始。数字基带团队和模拟/射频团队的通用工具—VSA软件，能够导入逻辑分析仪捕获的数字信号，并以图4右侧所示方式处理数据。但是，我们现在看到的是整个脉冲的线性调频调制视图(VSA软件面板的右上角视图)，还可以看到该数字中频信号的频谱分量(面板左上角视图)。请注意，VSA面板视图与图2VSA处理的“黄金标准”仿真基带信号视图十分类似。

图4：应用逻辑分析仪的线性调频雷达数字中频信号测量(左)和VSA处理(右)。

借助VSA软件比较数字中频和模拟中频

借助VSA软件可以轻松比较基带团队的数字中频信号以及模拟/射频团队的模拟信号。实时示波器可检测数模转换器的输出信号，如图5左侧所示。该信号也可以由VSA软件导入。VSA软件可以提供有用的模拟中频信号信息，如图5右侧的VSA信号处理视图所示。请注意，本例中系统已正确运行，如图4右侧四个VSA面板视图显示的已处理数字中频信号，我们可以得到一组与图5右侧VSA已处理模拟中频信号视图类似的数据。如果路径中出现多余波形，此类比较分析将十分有用，可以帮助工程师回溯信号路径中的信号，找出问题的根本原因。

图5：示波器测得的线性调频雷达数字中频信号(左)以及VSA处理结果(右)。

协同调试和验证

如上所述，我们已了解了通用分析工具VSA在数字和模拟分析流程的应用，以及如何支持基带和模拟/射频团队协作并确定导致设计故障的根本原因。无论FPGA设计人员是否关注数字基带信号，或者射频设计人员是否专注系统的模拟和射频内容，他们都可以借助通用工具来确定导致误差的原因，或增强对已适合投产的雷达设计的信心。