第五代移动通信技术,即5th generation wireless systems简称5G,是最新一代蜂窝移动通信技术。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。5G技术相比目前4G(4th generation wireless systems)技术,其峰值速率将增长数十倍,同时将端到端的延时从4G时代的十几毫秒缩短至5G时代的几毫秒以内。正是因为有了超强的通讯和带宽能力,当前仍然停留于构想阶段的车联网、物联网、智慧城市、无人机网络等概念将在5G网络的应用中变为现实。本硬件设计和实现的研究主体为5G移动通信基站中的基带处理板卡。自5G移动通信的特点来看,对于基站而言,业务数据处理能力和传输能力的要求越来越高。基站中的BBU(Building Base band Unite)是处理基带业务数据的核心,核心中承担该功能的即为本设计与实现的基带处理板卡。该板卡需要功能强大的芯片以支撑庞大的数据处理能力,需要具备高速链路传输避免出现较大延时,需要良好的逻辑控制保证正常运行,同时兼顾降低成本以便满足板卡的可量产性。本文完成的主要工作如下所示:(1)完成板卡需求梳理以及制定板卡硬件设计方案。为了满足可支持3个100MHz 64TR小区能力,基带板卡需要1片FPGA协同处理下行数据,需要2片MPSOC和2片FPGA协同处理上行数据。在此FPGA选取XILINX公司的VU7P芯片,MPSOC选取XILINX公司的ZU15EG芯片,板卡对外光接口选取100Gbps数据率光模块连接,逻辑控制选用CPLD实现。(2)完成板卡硬件电路原理图设计以及PCB设计。硬件电路设计需要基于仿真,尤其是整板的DDR4存储单元和100Gbps光口电路layout设计。(3)完成板卡逻辑控制代码实现。基于CPLD芯片,使用Diamond工具,采用VHDL语言实现功能。(4)完成板卡回板调试测试工作、系统集成测试工作、可靠性验证工作。本设计完成的硬件板卡满足数据处理能力强、传输数据快的需求,系统高可靠性运行正常。为后续的5G基站升级提供基础与借鉴。