整机软件总体方案设计优化方案

矢量信号分析仪整机软件采用模块化、分层次设计的思想开发，其中包括主控制器软件和DSP软件，整机软件总体模块框图如图3-26所示。

图3-26　整机软件总体模块框图

主控制器软件采用Windows CE嵌入式操作系统，根据硬件的设计，充分利用硬件资源，定制符合本仪器的操作系统平台，用VC 6.0设计开发包括USB（通用串行总线）、打印接口和GP-IB接口的设备驱动程序，编写仪器整机用户界面、自检和校准、数据通信、硬件控制、数据处理以及显示等程序。为了便于软件的编程与维护，采用符合Windows CE程序设计软件规范来设计。主控制器软件分模块设计，主要包括如下几个部分。

主控程序模块：完成从开机到仪器进入测量状态的全过程控制，调用各个模块软件，仪器的不同控制和测量，以及数据分析、处理和显示等。

用户界面模块：基于Windows CE操作系统完成仪器与用户交互界面，实现仪器使用的简便和直观。

自检和校准模块：自检软件与仪器硬件自检电路一起完成对仪器主要硬件模块的自检，并实时报告自检结果。校准软件包括开机校准、用户校准和仪器自校准3个部分，是仪器实现指标稳定的重要措施，通过对硬件模块的校准，使之达到最佳工作状态。

DSP程序装载和控制模块：在开机时通过主控软件的调用，完成对多个DSP（数字信号处理器）实现程序加载，并在测量过程中完成对DSP运行程序的状态和参数控制，以及控制DSP测量分析结果的数据读取。(www.xing528.com)

合成本振控制模块：主要完成合成本振的频率控制和扫描控制，以及进行跨波段频谱测量时本振的分波段控制。微波前端控制模块：控制程控步进衰减器、低波段变频模块、高波段变频模块以及波段转换开关。中频通路控制模块：控制第二中频模块和第三中频模块，其中包括步进增益控制和通带预滤波等。数字中频控制模块：控制数字中频模块，实现21.4 MHz中频信号的数字化以及测量数据的存储和传输等。数据分析和处理模块：主要完成DSP软件处理过后数据的进一步分析和处理，最终产生用于显示和报告的数据。数据传输控制模块：主要完成数字信号处理软件模块和主控制器软件之间的数据传输控制，包括测量参数的传输和测量数据分析结果的传输等。底层PCI总线驱动模块：封装各种实际PCI总线驱动，供各模块软件控制统一使用，完成对硬件最直接的控制。

USB串行总线驱动模块：实现仪器USB串行总线接门功能。

GP-IB总线驱动模块：解析GP-IB仪器程控指令，实现符合总线标准的GP-IB总线接口功能。

打印接口驱动模块：实现仪器并口打印接口功能。

键盘接口驱动模块：实现仪器外接计算机键盘功能。

显示驱动模块：实现TFT高亮度液晶显示器的驱动功能。

数字信号处理软件是测量信号数据处理的核心软件，根据仪器测量功能的不同可分为两个部分，频谱分析部分和矢量信号分析部分，并由DSP主控软件部分进行控制。频谱分析部分完成数字化中频后数据的滤波、检波、FFT等，主要包括：带宽滤波模块、FFT模块、数字检波模块、视频滤波模块和频谱数据形成模块等。矢量信号分析部分完成测量信号的解调分析，主要包括：基带信号捕获模块、频偏修正模块、群时延和幅度补偿模块、同步模块、I路解调模块、Q路解调模块、参考信号产生模块以及误差分析模块等。