基于FPGA的HDB3编译码的建模与实现.doc

基于FPGA的HDB3编译码的建模与实现
桂林灵川职校廖泽雷
[内容摘要] HDB3(High Density Bipolor3)码因其具有相对于其他码型的特殊优势而在数字通信系统中得到了广泛的应用。FPGA器件也因其结构的灵活性,实现硬件设计的多样性,能用来实现“处理器加软件”的应用,集成的逻辑门多和造价比较低等特点,而在各个电路设计领域中得到了广泛的应用。本文通过分析HDB3码型的编译码原理,以及从编码到译码所有过程中各个功能模块的数据处理流程和程序的实现过程,介绍了基于EDA技术基础之上实现HDB3码的编译码的处理过程。本文所介绍的方法具有较好的可移植性,较好的稳定性能,编译码准确率高,易于维护和修改电路以及拓展电路功能,容易实现大规模生产等优点。
[关键词] FPGA;HDB3编译码;EDA技术;EDA工具;Verilog HDL
现今,数字通信已取代模拟通信成为通信系统的主流。随着数字通信的迅速发展,人们也根据数字通信的特点和各种要求,设计出了多种适合于各种不同场合要求的数字通信系统的传输信道的码型,例如4B/3T码、AMI码、HDB3码,等等。其中,HDB3码由于其无直流成份,低频成份小,具有一定的检错能力,且克服了消息代码中出现多个连0码时定时信息不易提取的缺点,在高密度信息流的数据传输中得到了广泛的应用。
FPGA的设计方法
FPGA是现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)的缩写,一
般称为可编程逻辑器件。FPGA的内部主要包含逻辑单元(逻辑块)、芯片连线资源和输入/输出块3个主要部分。FPGA的逻辑单元通常是一对逻辑门/查询表和一个触发器,其每一个输入/输出块都能独立选择FPGA芯片封装管脚,称为输入管脚、输出管脚和双向管脚。
FPGA可以用来实现任何硬件设计,还能用来实现“处理器加软件”的应用,尤其是需要快速处理输入数据流的应用,其结构比较灵活,很适合于流水线结构应用和大寄存器量的应用,而且其集成的逻辑门多,造价也比较低。
FPGA的设计首先要做的就是设计基于Verilog/VHDL语言的设计文本,然后通过文本编辑器输入后,使用EDA专业综合器进行编译、综合和优化等。综合后再进行仿真测试,之后进行针对某种目标器件的适配,这之后即可将得到的设计结果下载到FPGA中进行硬件调试了。整个过程是自顶向下的设计过程。
二、EDA工具
现代电子设计技术的核心是EDA技术。 EDA技术是在20世纪90年代初发展起来的,一般将其发展的历程分为CAD、CAE和EDA三个阶段。EDA技术的快速发展和广泛使用,极大地提高了设计效率,减少了设计周期,节省了设计成本。
EDA技术依靠强大功能的电子计算机,在设计定义和使用硬件描述语言实现
设计定义之后,在工具软件平台上自动地对设计文件进行功能仿真、逻辑编译、化简、综合和优化等,其中所要处理的设计文件是使用硬件描述语言HDL对逻辑系统进行描述的文件。最后将JED文件下载到CPLD器件或位流数据BG文件配置到FPGA中去,即可实现既定的电子电路的设计功能。
基于EDA技术的电子电路设计,要求设计工作者熟练地利用硬件描述语言来编程和EDA工具软件平台来完成对硬件系统功能的模拟实现。因此对于设计工作者来说,掌握好硬件描述语言和EDA工具软件的使用