论文工作和内容安排
本课题所研究的是对信道环境的模拟问题。由于仿真模拟系统所具有的优越性，因此也出现了各种信道模拟器，其中大部分是对中频模拟信道的模拟。在这种情况下，基本上是对某一信道进行模拟，如卫星信道、短波信道等等。本课题中的数字信道模拟器是西南科技大学信息工程学院开发的运用软硬结合原理，采用FPGA＋ARM全数字硬件架构，结合配置计算机和人机接口，并提供多通道多协议接口，可广泛应用于无线和有线通信信道模拟，例如：第二代、第三代移动通信系统，无线局域网，卫星通信系统，局域网与城域网等。
本论文设计基于ARM7数字信道模拟器的主控板。数字信道模拟器由配置计算机和实时硬件仿真器构成，硬件仿真器是整个信道模拟器系统的核心，系统采用模块化设计的方式，每一路双向数字信道作为硬件仿真器的一个基本子模块（以下简称“收发”通道），整个信道模拟器由8个“收发”通道、背板、电源板和主控板构成，能提供16个以太网口、E1接口和RS-530接口，每个子模块中相同类型的两个接口组成一个双向数字信道，用户选择使用某种接口。
系统一般流程为：配置计算机提供用户界面，输入各路的延时、误码率、突发误码时间、突发误码方式等参数，主控板通过RS232接口与配置计算机相连接，接收并分发配置计算机发送的各通道仿真参数及其它控制命令，完成硬件仿真器仿真参数配置，再由子模块根据用户当前所使用的接口和配置参数，完成信道延时和插入误码。
另外，主控板提供了必要的人机界面，当系统中没有配置计算机的时候，主控板可以代替配置计算机，即主控板提供用户界面，输入各路的延时、误码率、突发误码时间、突发误码方式等参数，各通道仿真参数由主控板配置给子模块，子模块根据用户当前所使用的接口和配置参数，完成信道延时和插入误码。这种双重控制设计提高了整个系统的灵活性，也便于成本控制（如去掉配置计算机可节省一笔开支）。
本论文根据主控板的功能需求，选择了合适的方案，使用以高速的ARM7处理器LPC2292为核心的EasyARM2200开发板实现了数字信道模拟器的主控板，软件开发环境是ARM公司推出的ARM核微控制器集成开发工具ADS（ARM Developer Suite）集成开发环境，版本为ADS1.2，采用EasyJTAG仿真器调试。
论文的内容安排如下：
第一章 介绍数字信道模拟器的用途、基本构架和系统流程。重点说明主控板在系统中的作用。
第二章 详细分析主控板的功能需求，提出主控板的硬件和软件设计方案，描述主控板的各个功能模块。
第三章 详细介绍主控板的硬件设计工作，分析各模块电路的功能和组成。
第四章 详细介绍主控板的软件设计工作，分析各模块程序的功能和流程，描述通信协议。
第2章 主控板总体方案设计
2.1 主控板功能需求的分析
数字信道模拟器作为一种通信网络规划的辅助实验设备，适用于地面固定网络、地面移动网络、卫星网络或是它们的组合，可以仿真网络通信系统的连通特性、信道特性及链路信道特性。本项目开发研制用于实验室环境下仿真点到点专用全双工数字信道的数字信道模拟仿真器，该模拟器可以模拟数字信道的延时、随机误码、突发误码、信道中断等信道特性，提供RS-530、E1和10M/100M以太网接口。 工作场景如图2-1所示，图中阴影部分为信道模拟器，由配置计算机和实时硬件仿真器构成。
图2-1 数字信道模拟器工作场景
图2-2为模拟器系统结构图，数字信道模拟器由配置计算机和实时硬件仿真器构成，硬件仿真器是整个信道模拟器系统的核心，系统采用模块化设计的方式，每一路双向数字信道作为硬件仿真器的一个基本子模块（以下简称“收发”通道），整个信道模拟器由8个“收发”通道、背板、电源板和主控板构成，能提供16个以太网口、E1接口和RS-530接口，每个子模块中相同类型的两个接口组成一个双向数字信道，用户选择使用某种接口。
图2-2 数字信道模拟仿真器系统结构图
数字信道模拟器提供了两种管理模式，即PC机控制台模式与主控板管理模式。
在PC机控制台管理模式下，系统流程为：配置计算机提供用户界面，输入各路的延时、误码率、突发误码时间、突发误码方式等参数，主控板通过RS232接口与配置计算机相连接，接收并分发配置计算机发送的各通道仿真参数及其它控制命令，完成硬件仿真器仿真参数配置，再由子模块根据用户当前所使用的接口和配置参数，完成信道延时和插入误码。
在主控板管理模式下，系统流程为：主控板提供用户界面，输入各路的延时、误码率、突发误码时间、突发误码方式等参数，各通道仿真参数由主控板配置给子模块，子模块根据用户当前所使用的接口和配置参数，完成信道延时和插入误码。
根据以上的分析，主控板的功能需求有：
1、提供友好的用户界面，接受用户的输入，显示系统的状态。
2、实现与配置计算机的RS232接口，接收配置计算机发送的各通道仿真参
数及其它控制命令。
3、实现与“收发”通道子模块的接口，完成硬件仿真器仿真参数配置。
2.2 主控板硬件和软件方案的选择
根据功能分析，为了提供友好的用户界面，主控板需要具备大屏幕的LCD，设计中采用SMG240128A点阵图形液晶模块，其点像素为240*128点，黑色字/白色底，STN液晶屏，视角为6:00,内嵌控制器为东芝公司的T6963C，外部显示存储器为32KB。为了实现与配置计算机的RS232接口，主控板需要具有RS232转换电路和接口。为了实现与“收发”通道子模块的接口和SMG240128A点阵图形液晶模块的接口，主控板需要具有大量的I/O口。另外程序规模较大，编译后的代码量较多，要求较大的程序存储器。同时，程序以控制功能为主，对数据处理能力的要求不高，也未涉及复杂的协议转换（如以太网协议，CAN协议），所以不要求处理器能运行带有协议栈的嵌入式操作系统，程序可采用传统的前后台系统，以降低由移植嵌入式操作系统和编写相应驱动程序所带来的开发难度和风险。
LPC2292是基于一个支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU的微控制器，并带有256KB嵌入的高速Flash存储器，144脚封装、极低的功耗、多个32位定时器、8路10位ADC、2路CAN、PWM通道以及多达9个外部中断，可使用的GPIO高达76～122个，内置了宽范围的串行通信接口。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。
为了缩短开发周期，降低开发成本，本设计选择了广州周立功单片机发展有限公司推出的EasyARM2200开发板为开发平台。EasyARM2200开发板是一个以PHILIPS公司设计的ARM7系列芯片LPC2292为基础设计的、完整的ARM嵌入式开发平台，提供嵌入式微处理器及其外围设备如存储介质、控制电路、接口电路和嵌入式操作系统等系统开发所必需的相关软、硬件组件，不需要额外的扩展，就能满足主控板的功能需求。主控板程序采用传统的前后台系统，软件开发环境是ARM公司推出的ARM核微控制器集成开发工具ADS（ARM Developer Suite）集成开发环境，版本为ADS1.2，程序采用与EasyARM2200开发板配套的EasyJTAG仿真器调试。
2.3 主控板总体结构设计
根据课题的需求，我们选择ARM7系列的微处理器LPC2292为MCU。
图2-3 主控板的硬件构成框图
如图2-3所示，硬件系统的主要单元：
1、CPU中央处理器单元：包括LPC2292处理器的最小系统、时钟电路、复
位电路等部分。
2、稳压电源单元：提供5V，3.3V，1.8V直流稳压电源。
3、RS232接口单元：具有RS232转换电路，可与配置计算机进行通信。
4、JTAG接口单元：提供ARM公司的标准20脚JTAG仿真调试器接口。
5、存储器单元：包括NORFLASH和SRAM，用于代码和数据的存储。
6、收发通道子模块接口单元：主控板通过GPIO与收发通道子模块连接，
程序通过自定义的通信协议收发数据。
7、人机接口单元：包括I2C接口的键盘与LED驱动芯片ZLG7290，键盘、
LED和LCD，提供友好的用户界
