整机软件模块的设计与实现

当前高性能的数字调制信号源的控制程序都采用高性能的嵌入式计算机和DSP处理器配合完成，高性能的嵌入式计算机主要完成数据处理运算、传输控制命令，对整机各模块进行相应控制、信道选择控制，以及各种接口的控制；同时，一些复杂的数据处理如基带信号发生、波形模拟、脉冲信号图案发生等还需要数字信号处理器（DSP）的参与。如果仪器需要与其他仪器组建系统，可通过GP-IB接口、RS-232接口等外设接口进行远程控制，先通过GP-IB接口、RS-232接口向仪器发送命令，CPU模块一般采用外部中断和查询两种方式响应外设远控命令，再由CPU对命令解释，控制其他模块，从而达到预期的效果。同时，仪器提供友好的人机接口，显示屏一般采用高亮度、多彩的LED显示屏，将仪器的工作状态和设置通过各种形式显示出来，让操作者看起来舒服。人机接口的另一个方面是键盘模块，它主要作为仪器的本地状态设置操作。然而，CPU模块主要采用外中断方式响应键盘操作，然后根据要求进行相应的改变。

整机软件设计包括通过对硬件电路的控制，使其能以特定的方式输出特定频率、特定功率的数字调制信号，同时具有自检测、自校准、交互式操作指导和测试系统搭建帮助等功能。对于现代仪器而言，软件不仅实现仪器的实时控制，更要参与仪器高级性能指标的实现，起到硬件有时无法完成的作用，如平坦度补偿、频率合成、数字化降噪、基带信号发生及I/Q旧制补偿和脉冲控制等。

图3-13　数字调制信号源软件框图

在设计软件时，将遵循软件工程的相关规定，采取团队方式进行开发。在总体上采用快速原型法，在逐步完善原型的过程中又采用层次化的瀑布法。在模块级的设计中，将始终贯彻面向对象的C++设计思想，优化各子程序间的“封装性”和“继承性”。图3-13描绘了各软件功能模块间的相互联系。

在软件中建立原型将采用如下方法：(www.xing528.com)

（1）原型系统仅包括未来系统的主要功能，以及系统的重要接口。在本软件的开发中，用户可见的屏幕操作为主线，依据系统所需完成的主要功能搭建原型。

（2）为了尽快向课题组提供原型，首先编制各主要界面及简单操作的处理模块，在此过程预留完善的可扩充接口。具备原型以后，采用瀑布型的层次化原则，详细确定各模块的功能。

（3）在完全、确定的需求分析完成之后，从软件的角度，在总体上采用结构化的思想，局部采用面向对象的设计思想，做出各模块的详细规划。

（4）在上述工作完成后，便着手进行较为详细的编程，然后在目标机上运行、调试，对前面所确定的原型进行更为详细的完善、补充，最终达到本项目设计的要求。

数字调制信号源开机上电后，先进行CPU功能自检，内存校验主要检测EPROM的校验和RAM读/写功能测试、EEPROM的校验等，然后完成状态和数据初始化，形成各种控制命令，如时钟产生控制命令、基带信号发生控制命令等。随后为各功能模块和选项识别及相应的软件模块调用，并对FPGA、DSP达行软件装载。所有初始化完成后，对各功能模块进行自测试，并保存自检信息和报告测试错误。此时程序进入一个大的循环体，在此循环中包括整机各功能的顶级调用，以及对外部键盘的检测、远控检测、LCD显示和动态调用FPGA、DSP的相应模块，重新构成新的基带发生信道，最后通过相应时钟将处理后的信号发送出去。