一种用VHDL设计实现的有线电视机顶盒信源发生方案

转换输出单元
　　
转换输出单元是系统的核心，它包括三个部分：数据格式的转换、数据使能信号DEN的输出、数据时钟信号DCLK的输出。数据的转换输出是由系统当前所处的状态决定的。permit信号有效后，在时钟的上升沿，转换输出单元检测系统状态：状态为first时，输出高8位；状态为second时，输出低8位；状态为third时，系统复位，从而完成一次转换，开始下一转换周期。在转换过程中，系统同时完成对信号simbol、sign（低电平有效）的控制。
　　
输出数据使能信号DEN是根据MPEG－2标准码流格式产生的，用于数据信号的同步。在MPEG－2标准中，码流是以包的形式传送的。每一个数据包都有一个统一的包标识符PID，它的十六进制形式为47H。从包中的第一个字节（47H）开始，DEN变为有效（高电平），并保持到第188字节。在接下来的16个字节时间里，DEN保持低电平。
　　
输出数据时钟信号DCLK用作解复用单元的采样时钟，它是由控制信号sign、permit以及系统当前所处的状态控制产生的。为了保证采样时数据保持有效，DCLK的输出比相应的输出数据要延迟半个机器周期。

复位控制单元
　　
转换结束后，需要对系统复位，保证下一转换的顺利进行。复位信号的产生取决于三个控制量：系统当前状态为third、控制信号varb为低电平、控制信号simbol为高电平。复位后，输出端为高阻状态，其他信号均为无效值。系统回到初始状态。
　　
4.2 系统的门级描述
　　
整个系统的VHDL描述流程如图4所示。

总之，机顶盒信源发生方案是机顶盒调试过程中的一个重要课题。本文提出的解决方案具有简单、实用、易实现的特点，经实践证明是可行的。同时在硬件实现时采用了VHDL的设计方法，也给整个方案提供了很大的灵活性。如果采用传统的方法来实现该方案，则首先要选择通用的逻辑器件，然后进行电路设计，完成各独立功能模块，再将各功能模块连接起来，完成整个电路的硬件设计，最后才能进行仿真和调试，直至整个系统的完成。这样一个过程往往需要比较长的时间，而且费时费力，特别是对一项大的工程。而采用VHDL这类高层设计技术，设计人员只需专心于设计方案和构思上，描述、编译成功后，经过系统综合，便可直接进行软件仿真和调试。整个系统的完成周期大大缩短，而且VHDL与工艺无关，它不限定模拟工具和设计方法，从而给设计师一个自由选择的余地。
　　
随着电子工艺的日趋提高与完善，ISP（系统内可编程）功能为 PLD提供了更高的灵活性，使PLD能够向高密度、大规模的方向发展以满足复杂系统的要求，从而使可编程ASIC的设计逐步向高层设计转移。作为一种重要的高层设计技术，VHDL亦成为当代电子设计师们设计数字硬件时必须掌握的一种方法。