BAE系统公司实现了减少80%的软件无线电开发时间

挑战

为卫星通信开发一种军用标准SDR波形

解决方案

利用Si万博1manbetxmulink和Xilinx系统生成器对一个SDR信号处理链进行快速设计、调试和自动生成代码

结果

  • 项目开发时间减少了80%
  • 更快地发现和消除问题
  • 时钟和接口简化

“它花了645个小时的工程师与多年的VHDL编码经验,以手代码一个功能齐全的特别提款权波形使用我们的传统设计流程。另一位经验有限的工程师使用Simulink和Xilinx System Generator在不到46小时内完成了相同的项目。”万博1manbetx

David Haessig博士,BAE系统公司的
在传统的设计流程中使用定制板。

未来几年,美国军方预计将在软件定义无线电(SDR)技术上花费超过10亿美元,以确保部队之间更好的通信和互操作性。为了满足需求,国防承包商正在探索改进的设计方法,用于快速开发可通过软件更新重新配置的多模式、多波段和多功能无线设备。

长期以来,BAE系统公司一直处于特别提款权技术的前沿,传统上使用的设计流程依赖于在VHDL中手工编码fpga®。然而,最近BAE系统公司看到了利用MathWorks和Xilinx对基于模型的设计进行评估的机会®工具。并行运行两个SDR波形开发工作,他们发现Simulink万博1manbetx®而Xilinx系统生成器大大缩短了开发时间。

“在使用Xil万博1manbetxinx System Generator自动生成代码之前,使用Simulink,我们在模型中完成了所有的模拟和调试,这样做更简单、更快,”BAE系统公司的高级技术人员David Haessig博士解释说。“因此,我们证明了在开发软件无线电信号处理链的时间上有10比1的减少。这确实说明了SDR应用中改善开发生产的潜力。”

挑战

BAE系统公司的任务是开发一种军用标准(MIL-STD-188-165A)卫星通信波形,用于指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(C4ISR)无线电。与此同时,BAE系统公司寻求评估一种新的设计流程,以减少开发时间。

公司将同时运行两项开发工作——一项使用传统的设计流程,另一项使用基于模型的设计工具。为了确保公平的比较,每个工作将使用一组等效的核心。并行运行这两个项目将使BAE系统公司能够直接评估其现有的基于模型的设计方法。

解决方案

与Xilinx合作,BAE系统公司应用基于模型的设计,使用Simulink和Xilinx系统生成器设计和部署一个MIL-STD-18万博1manbetx8 SDR波形,比使用他们的手工编码方法快10倍。

与此同时,拥有15年以上VHDL和软件经验的BAE系统工程师Robert Regis领导了一个使用传统设计流程的独立项目。在这个项目中,Regis根据在一个不同的系统工程阶段开发的需求和规范手工编写了VHDL。

在一个涉及基于模型设计的项目中,BAE系统公司的系统工程师Andrew Comba首先在Simulink中开发了SDR发射机和接收机的模型。万博1manbetx他通过整合通信工具箱中的模块,加速了模型开发,包括置乱器、差分编码器、里德-所罗门编码器、矩阵交织器、卷积编码器和正交调幅器(QAM)。

Comba将Simulink模型交万博1manbetx给了Xilinx工程师Sean Gallagher,并附上了一份波形规格说明。Gallagher在开始这个项目时没有任何重要的通信系统经验,他通过用Xilinx块代替标准的Simulink块,为使用Xilinx System Generator自动生成代码准备了模型。万博1manbetx

Gallagher在使用数据可视化范围和误码率计对更新后的模型进行仿真验证后,使用Xilinx System Generator和Xilinx ISE自动生成SDR的VHDL代码,并将其部署到FPGA进行测试。

Haessig说:“由于使用模型对设计进行了充分的模拟和验证,所以当下载到FPGA时,SDR实现立即工作。”

基于该项目初期工作的成功,BAE系统公司已经开始与MathWorks、Virginia Tech、Xilinx和Zeligsoft共同努力,以提高波形的可移植性。该小组正在开发一个接口,使由Simulink Coder™或Xilinx System Generator生成的代码能够直接集成到软件通信万博1manbetx体系结构(SCA)无线电中。

结果

  • 项目开发时间减少了80%。Haessig万博1manbetx说:“使用Simulink和Xilinx系统生成器,我们设计和开发了SDR的信号处理链,并将开发时间减少了10比1。”“整个项目的时间,包括硬件集成和实验室测试,减少了4比1。”

  • 更快地发现和消除问题。在基于模型的设计中,Simulink模型直接连接到生成的代码万博1manbetx。这迫使开发人员在模型中捕获所有必需的波形细节,”Haessig说。“因此,在建模阶段的设计流程的早期发现和删除bug,而不是在后期的VHDL行为测试阶段,这可能是困难和费时的。”

  • 时钟和接口简化。传统的设计流程要求工程师手工生成所有时钟计时,并仔细检查波形中每个组件的规格和接口要求。Haessig说:“有了Simulink和万博1manbetxXilinx System Generator,所有必要的时钟信号都可以自动生成,并且组件可以很容易地连接起来,而不需要研究关于控制、定时和其他选项的详细说明。”