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基于CPLD的卷积码编解码器的设计

时间:01-23 来源:微计算机信息 作者:龙光利 点击:

图3 基于CPLD设计的(2,1,6)卷积码编码器电路

图3所示卷积编码器的引脚关系为:引脚DATA表示数据输入,引脚CLK1表示"并串转换"输入时钟,引脚CLK表示数据时钟输入引脚(它可由CLK1二分频得到),引脚DATA1表示卷积编

码器输出码C1的数据,引脚DATA2表示卷积编码器输出码C2的数据。引脚DATAOUT表示卷积编码器经过并串转换,最后输出的码C的数据。

5级移位寄存器从MAX+PLUS2器件库中调用一个串入并出移位寄存器74164实现;4级模2加从MAX+PLUS2器件库中调用一个4级异或门"XOR4"组成;"21mux"实现2位并串转换;编码器的两个输出码和并串转换后的输出码之后各增加了一个D触发器"DFF",其作用是利用D触发器的输入端对毛刺信号不敏感的特点,去处CPLD器件输出引脚上可能产生的毛刺。

3.2 利用CPLD设计(2,1,6)卷积码解码器

基于CPLD设计的(2,1,6)卷积码大数逻辑解码器如图4所示。

图4 基于CPLD设计的(2,1,6)卷积码大数逻辑解码器

(2,1,6)卷积码大数逻辑解码器由2位串/并转换电路,监督码产生电路,校正子计算电路和大数逻辑电路组成。

2位串/并转换"chuanbing12"是从MAX+PLUS2器件库中调用4个D触发器"DFF",2个非门设计成一个二分频电路和一个一输入二输出串/并转换电路并进行元件包装入库而形成,其中时钟CLK由CLK1二分频得到。

监督码产生电路是从MAX+PLUS2器件库中调用一个串入并出移位寄存器74164,一个4级异或门"XOR4"组成。

校正子计算电路是从MAX+PLUS2器件库中调用5个D触发器"DFF",4个异或门"XOR"设计组成电路。

大数逻辑电路是从MAX+PLUS2器件库中调用4个与非门"NAND3",1个与非门"NAND4"和1个异或门"XOR"设计组成电路。

3.3 利用CPLD设计(2,1,6)卷积码编解码器

将设计的(2,1,6)卷积码编码器进行元件包装入库为"juan216",将设计的(2,1,6)卷积码解码器进行元件包装入库为"decode216",之后将它们连接在一起,可组成的(2,1,6)卷积码编解码器如图5所示。

图5 (2,1,6)卷积码编解码器

(2,1,6)卷积码编解码器的引脚关系为:引脚DATA表示数据输入,引脚CLK表示输入时钟(其速率是数据速率的二倍),引脚CLRN表示清零端,引脚CD表示(2,1,6)卷积码编码器输出,引脚OUT表示(2,1,6)卷积码解码器输出。

4、实验结果

利用MAX+PLUS2开发工具进行编译和仿真,(2,1,6)卷积码编解码器仿真波形如图5所示。

图6 (2,1,6)卷积码编解码器仿真波形

其中"DATA"是数据输入端,系统输入的数据比特若为"11010101",经卷积码编码器后,延时约150ns后"CD"输出的数据比特为"11110010001100100001000101";再经卷积码解码器,延时约1us后"OUT"恢复输出数据比特为"11010101"。仿真结果表明:编码器输出数据与理论计算完全一致。然后将综合后生成的网表文件通过ByteBlaste下载电缆,以在线配置的方式下载到CPLD器件EPM7128SLC84-15中,从而完成了器件的编程。上电后,在输入端加入待编码信息,用数字存储示波器测试编码器输出,实测结果完全正确,达到了设计要求。

5 结论

本文阐述了卷积码编解码器的工作原理,利用CPLD器件,设计出了(2,1,6)卷积码编解码器。本文作者创新点是利用了EDA技术中的MAX+PLUS2作为开发工具,将设计的电路图综合成网表文件写入其中,制成ASIC芯片,突出优点是可反复编程,集成度非常高,数据速率快,自顶向下设计,查找和修改错误方便,同时先仿真,正确后再下载测试并应用,因而具有较大的灵活性;根据本文提出的设计思路,可方便的设计其它卷积码编解码器,有广阔的应用前景。

[参 考 文 献]

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