软件通信体系架构(SCA)为软件无线电(SDR)定义了最基本要求的实现框架,构建了一个开放式、标准化和通用性强的软件体系架构,为软件无线电台波形应用的动态可重构以及波形组件的模块化设计、移植和复用提供了标准的规范。SCA采用CORBA中间件技术来实现通用处理器设备波形组件之间的互连互通和移植,但目前CORBA仅能在通用处理器上运行,FPGA等专用处理器却无法运行。而随着FPGA的处理性能不断提升,它在软件无线电信号处理平台中的作用也越来越突出。针对课题组设计的轻量化软件通信体系架构,本文主要围绕如何将FPGA处理器融入该轻量化软件通信体系架构中,使得基于FPGA的波形组件也可以像基于通用处理器的波形组件一样,具有良好的可移植性和可重用性,并实现核心框架对组件的加载、配置、控制、状态获取等操作展开研究。论文在分析了当前国内外的研究现状,并分别比较了它们优缺点的基础上,针对ATCA、VPX、CPCI等软件无线电信号处理平台对信号处理提出的高实时性和高处理速度的特点,结合改进型的MHAL消息格式和CP289中的组件容器模型思想,进行信号处理平台中FPGA的组件化运行环境的设计与实现。主要工作如下:1、为了实现FPGA与GPP之间标准的通信方式,针对原有的MHAL的消息格式过于简单,无法满足复杂通信的需要,设计了FPGA中轻量化通信中间件数据协议,实现了FPGA与GPP之间多类型的传输模式、多类型的数据处理以及处理器之间、板卡之间、平台之间的数据路由等通信方式。2、为了实现波形组件与运行环境相分离,借鉴CP289协议中的容器模型,并根据课题设计的需要,采用分层的模块化思想设计了容器结构,容器结构的设计为波形组件构建了标准化的运行环境,实现了波形组件与运行的环境相分离。3、为了提高波形组件的可移植性和可重用性,针对容器和组件的结构特点以及CP289协议中对组件接口的约束,并根据FPGA中并行数据传输的特点,设计了类似于标准OCP接口的波形组件的规范化接口,并设计了组件工作流程,保证了组件和容器之间的交互标准化,同时也提高了波形组件的可移植性。4、为了验证所设计的FPGA容器和组件接口的可行性和合理性,根据论文中提出的波形结构和组件接口设计了波形组件,并按照所设计的组件工作流程在ATCA信号处理平台中对波形组件进行测试。测试结果表明组件工作正常,同时证明了FPGA组件可以像GPP组件一样被加载、配置、控制、状态获取等操作,使FPGA很好地集成到轻量化软件通信体系架构中。