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摘要：集群通信是指挥调度最重要通信方式，伴随着集群通信的发展，集群通信中的移动终端设备的应用越来越多，FPGA具有高速的信号处理能力，将FPGA应用于集群通信移动终端设计，可改善产品性能。
关键词：集群；通信；移动终端；FPGA；信号处理
引言
集群通信是移动通信中不可缺少的一个分支，它是实现移动中指挥调度通信最有效的手段之一，也是指挥调度最重要的通信方式之一，因此从它诞生时就引起了人们的广泛注意。集群通信系统一般由终端设备、基站和中心控制站等组成，具有调度、群呼、漫游等功能。
伴随着全球通信行业的复苏，集群通信的飞跃，集群通信中的移动终端设备的应用越来越多，目前在移动通信、消费电子、军事应用、港口码头，尤其在地下矿井中受到足够的重视。
FPGA(现场可编程门阵列)是基于查找表技术的，其基本组成部分有可编程输入／输出(I／O)单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式RAM、丰富的布线资源、底层内嵌功能单元、内嵌专用硬核等。FPGA中众多的可编程逻辑单元以二维阵列形式分布在器件的中部，用以实现设计者所需的逻辑功能。可编程输入／输出单元分布在器件的四周，它提供器件外部引出端和内部逻辑之间的连接。通过遍布器件内的可编程互连资源，可将器件内部任意两点连接起来，从而使FPGA内部的逻辑单元和输入／输出单元连接成各种复杂的系统。可编程互连资源主要由纵横分布在逻辑单元阵列之间的金属线网络和位于纵横线交叉点上的可编程开关矩阵组成，一个最小的芯片方案可以转换来执行多个功能，硬件配置就如同软件一样，灵活方便、速度快、移植性好及开发周期短，且可重复应用。因此，FPGA在高容量数字信号处理方面的应用，倍受青睐。
系统方案
本方案主要由集群通信模块和FPGA芯片组成，方案如图1所示。
集群通信模块选用无线宽带接入终端MEM160模块，该模块能够在基站覆盖的区域提供宽带便携无线接入，为用户提供语音及上下行速率可达1Mbps的数据服务，广泛应用于PDA、数字集群通信等。
FPGA芯片选用XC3SS00E，该芯片的主要特点是：采用90nm工艺，大量用户I／O端口，最多可支持232个I／O端口，支持端口电压为3.3v、3.0V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V，20个专用乘法器，20个块RAM，4个专用片上数字时钟管理(DCM)模块，可支持上百兆通信。
方案工作原理
基站发送的信号通过天线进入集群通信模块，集群通信模块将数据送往FPGA处理系统，经过数据计算处理模块运算后，FPGA通过内部的集群通信模块控制单元将数据送往集群通信模块，集群通信模块再将信号送往喇叭便完成了发音的功能。收音时，语音通过MIC输入集群通信模块，集群通信模块将数据送往FEGA处理系统，经过数据计算处理模块运算后，FPGA通过内部的集群通信模块控制单元将数据送往集群通信模块、集群通信模块再将信号通过天线发射出去，便完成了收音的功能。
集群通信的组呼是由调组按键来实现的，按键按下时此端变为0，不按下时为1，按键数为M的话，可实现的组数为M的平方。同样的方法，MIC值和SPK值也同样由MIC值和SPK值按键调节。
在调节MIC值和SPK值时必须要有LCD显示屏来显示一下MIC值和SPK值，否则MIC值和SPK值有可能弄错，LCD由数值显示模块控制。
LCD显示
LCD显示用以完成MIC值和SPK值显示功能。FPGA与一个2行16字符液晶显示器LCD相连接，它们之间的通信是通过七个接口实现的，其连接图如图2N示。
图3表明了向LCD写操作建立、保持允许的最小时间以及使能脉冲对时钟(50MHz或T=20ns)的偏移时间。
SF_D[11：8]的数据值，寄存器选择信号(LCD_RS)以及读／写(LCD_RW)控制信号必须建立并在使能信号LCD E转向高电平之前至少稳定40ns，使能信号必须保留高电平230ns或更长时间——等于或超过12个时钟周期(50MHz)。在许多应用中，因为FPGA一般不会从显示屏读取数据，故LCD_RW信号可以永远置低。
根据LCD时序图的特点，并结合系统要求，利用状态机、计数器等对FPGA来进行程序设计。图4给出了LCD显示某一数值时，LCD显示程序在ModelSim SE 6.2b下的仿真图。
结语
通过对集群通信模块和FPGA的研究，以提高性能为基础，设计了一种基于FPGA的集群通信移动终端设计方案，该系统具有处理速度快、功耗低、占用面积小、稳定性高的优势，满足产品需求。
关键词：集群；通信；移动终端；FPGA；信号处理
引言
集群通信是移动通信中不可缺少的一个分支，它是实现移动中指挥调度通信最有效的手段之一，也是指挥调度最重要的通信方式之一，因此从它诞生时就引起了人们的广泛注意。集群通信系统一般由终端设备、基站和中心控制站等组成，具有调度、群呼、漫游等功能。
伴随着全球通信行业的复苏，集群通信的飞跃，集群通信中的移动终端设备的应用越来越多，目前在移动通信、消费电子、军事应用、港口码头，尤其在地下矿井中受到足够的重视。
FPGA(现场可编程门阵列)是基于查找表技术的，其基本组成部分有可编程输入／输出(I／O)单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式RAM、丰富的布线资源、底层内嵌功能单元、内嵌专用硬核等。FPGA中众多的可编程逻辑单元以二维阵列形式分布在器件的中部，用以实现设计者所需的逻辑功能。可编程输入／输出单元分布在器件的四周，它提供器件外部引出端和内部逻辑之间的连接。通过遍布器件内的可编程互连资源，可将器件内部任意两点连接起来，从而使FPGA内部的逻辑单元和输入／输出单元连接成各种复杂的系统。可编程互连资源主要由纵横分布在逻辑单元阵列之间的金属线网络和位于纵横线交叉点上的可编程开关矩阵组成，一个最小的芯片方案可以转换来执行多个功能，硬件配置就如同软件一样，灵活方便、速度快、移植性好及开发周期短，且可重复应用。因此，FPGA在高容量数字信号处理方面的应用，倍受青睐。
系统方案
本方案主要由集群通信模块和FPGA芯片组成，方案如图1所示。
集群通信模块选用无线宽带接入终端MEM160模块，该模块能够在基站覆盖的区域提供宽带便携无线接入，为用户提供语音及上下行速率可达1Mbps的数据服务，广泛应用于PDA、数字集群通信等。
FPGA芯片选用XC3SS00E，该芯片的主要特点是：采用90nm工艺，大量用户I／O端口，最多可支持232个I／O端口，支持端口电压为3.3v、3.0V、2.5V、1.8V、1.5V、1.2V，20个专用乘法器，20个块RAM，4个专用片上数字时钟管理(DCM)模块，可支持上百兆通信。
方案工作原理
基站发送的信号通过天线进入集群通信模块，集群通信模块将数据送往FPGA处理系统，经过数据计算处理模块运算后，FPGA通过内部的集群通信模块控制单元将数据送往集群通信模块，集群通信模块再将信号送往喇叭便完成了发音的功能。收音时，语音通过MIC输入集群通信模块，集群通信模块将数据送往FEGA处理系统，经过数据计算处理模块运算后，FPGA通过内部的集群通信模块控制单元将数据送往集群通信模块、集群通信模块再将信号通过天线发射出去，便完成了收音的功能。
集群通信的组呼是由调组按键来实现的，按键按下时此端变为0，不按下时为1，按键数为M的话，可实现的组数为M的平方。同样的方法，MIC值和SPK值也同样由MIC值和SPK值按键调节。
在调节MIC值和SPK值时必须要有LCD显示屏来显示一下MIC值和SPK值，否则MIC值和SPK值有可能弄错，LCD由数值显示模块控制。
LCD显示
LCD显示用以完成MIC值和SPK值显示功能。FPGA与一个2行16字符液晶显示器LCD相连接，它们之间的通信是通过七个接口实现的，其连接图如图2N示。
图3表明了向LCD写操作建立、保持允许的最小时间以及使能脉冲对时钟(50MHz或T=20ns)的偏移时间。
SF_D[11：8]的数据值，寄存器选择信号(LCD_RS)以及读／写(LCD_RW)控制信号必须建立并在使能信号LCD E转向高电平之前至少稳定40ns，使能信号必须保留高电平230ns或更长时间——等于或超过12个时钟周期(50MHz)。在许多应用中，因为FPGA一般不会从显示屏读取数据，故LCD_RW信号可以永远置低。
根据LCD时序图的特点，并结合系统要求，利用状态机、计数器等对FPGA来进行程序设计。图4给出了LCD显示某一数值时，LCD显示程序在ModelSim SE 6.2b下的仿真图。
结语
通过对集群通信模块和FPGA的研究，以提高性能为基础，设计了一种基于FPGA的集群通信移动终端设计方案，该系统具有处理速度快、功耗低、占用面积小、稳定性高的优势，满足产品需求。