串行擾碼和解擾碼的設(shè)計(jì)

1.串行擾碼和解擾碼的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信系統(tǒng)中，若經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)的“0”或“1”系列，將會(huì)影響位同步的建立和保持。為了解決這個(gè)問(wèn)題以及限制電路中存在的不同程度的非線性特性對(duì)其他電路通信造成的串?dāng)_，要求數(shù)字信號(hào)的最小周期足夠長(zhǎng)。將數(shù)字信號(hào)變成具有近似于白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的數(shù)字序列即可滿足要求，這通常用加擾來(lái)實(shí)現(xiàn)。而所謂加擾，就是不用增加冗余而擾亂信號(hào)，改變數(shù)字信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性，使其具有近似白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的一種技術(shù)。擾碼產(chǎn)生是通過(guò)循環(huán)移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而擾碼生成多項(xiàng)式?jīng)Q定循環(huán)移位寄存器的結(jié)構(gòu)。本節(jié)使用的擾碼生成多項(xiàng)式為：X7+X6+1設(shè)擾碼的輸入數(shù)字序列為tk，輸出為Sk;解碼器的輸入為sk,輸出為rk擾碼器的輸入和輸出序列關(guān)系為：Sk=t^?X^X7 °解擾碼器的輸入和輸出序列關(guān)系為：rk=SkX6X7=L住X6*X7X60X7串行擾碼器的電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：圖1串行加擾器電路結(jié)構(gòu)串行擾碼器的電路結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：輸入SkXO——X——X——X X——X——X6輸出rk圖2串行解擾器電路結(jié)構(gòu)擾碼器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)反饋移位寄存器，其輸出為一個(gè)m序列。它能最有效地將輸入序列攪亂，使輸出數(shù)字碼元之間相關(guān)性最小。實(shí)驗(yàn)步驟一、打開(kāi)ProjectNavigator在桌面上面雙擊XilinxISE12.4的快捷方式圖標(biāo)打開(kāi)ProjectNavigator的界面如下：、創(chuàng)建一個(gè)新的工程單擊FileNewProject…，彈出下面對(duì)話框CreateNewProjectSphcityproject1ocatiurL:irnilypaMoreInfo NeKt C:itlcel在這里填寫(xiě)將要?jiǎng)?chuàng)建的工程的名稱(ProjectName),路徑(ProjectLocation),和工程的頂層模塊類型(Top-LevelModuleType))填寫(xiě)好后單擊下一步：ProjectSettingsProDertvName ValueProductCatesorvAllFamilvSpsirtan3Device-XC3S400Paekaeie-PQ2O?Spe-eid-4Tnp-Le-ve-lSource-Tvp=-PiHiEvnthesiftTa-o-lIXST(VHDl/VerilogJSimulatarModelsim-&EVerilogPre-fe-rre-dLan口UBiquVerilogVPrape-rtySpe-匚ifiizatmniin」Praie-ctFile-StoreesHvaluesfVlarualCo-mipile-OrderBVHDLSnurcEAnalvsi=^andardVHDL-53 [T|EnableMff-ssaqeFilterinci5p?ciEydeviceandprojtc+propti-+i45.S■c-L￡Iibdavic■3Xid.dasi flawfor￡Ii.bpx~aj?c-LM.Di-eInfo

使用的FPGA使用的FPGA的種類使用的FPGA的型號(hào)使用的FPGA的封裝使用的FPGA的速度頂層模塊類型綜合工具仿真工具FamilyDevicePackageSpeedTop-LevelSourceTypeSynthesisToolSimulator填寫(xiě)好FPGA型號(hào)和使用的綜合，仿真軟件以后點(diǎn)擊下一步:NewProjectWizardProjectSummaryF'rujectNavigato廣willerea七已a(bǔ)hewprujectwitJLth^fullowingspeci￡ications.Project:Proj皂匸匸Naut皂：s皂工ial_scranti_descraiDiProj皂匸匸Path:E:\1essiQn_l\serial_scrami_desciamiWorkingDirectory:E:Mession_l\serial_scraia_descraoDescription:TopLevelSourceType:fiD匚D皂vic皂：D皂viceFamily:SpartanSDe：vice: xc3s400Package: pq208Speid: -4Synth皂Tool:XST(VHDL/V皂工：LZLag}Sinralator:Modelsi>-SEVerilogPrefer工皂dLanguage:VerilogPropertySpecificationinProjectFile:StoreallvaluesManualCompileOrder:fals已VHDLSourceAnalysisStandard:VHDL-93hl皂已耳mg已Fil匸皂Hing:QismblEdMoreInfo Finish C：=ltlch1在這個(gè)對(duì)話框里面顯示將要?jiǎng)?chuàng)建的工程的全部信息，確認(rèn)無(wú)誤后點(diǎn)擊完成。

Hieidfch^En中tvVIpm*The-加即cirrenU-pccfit^ins?fks.Ytuar\addfikttotheEfcciurEthehobaiat泊十cornriarKt斤Hieidfch^En中tvVIpm*The-加即cirrenU-pccfit^ins?fks.Ytuar\addfikttotheEfcciurEthehobaiat泊十cornriarKt斤om也eFrcftcimsTUiMbvu?ngtheOe^.RHandUbrsiCTnmd%DHthr^MEE^ELamingNo^ingk-designmodde-is-sdwte-d.中警DesignUtilrtieidQ=也403購(gòu)迪fiUndesignedUserLibrayModulc-sI-?的-品-E-9M上niKK-EXFA -7亡耗x尸劃巨1：三弓"3L#工婁9l:“：0aLr^l讀也Liiithn. M圈MlmtUa4LI-til CDaul■-OIrrars|fj'irtdygJinilelTilesResults三、為工程添加源文件在xc3s400-4pq208圖標(biāo)上面點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇NewSource…選項(xiàng)選擇了NewSource將彈出如下對(duì)話框：SelectSourceTypeSeiectsom-cetype,filetl：hitie:indits1ocation.IP(COREGenerator&ArchitectureWizard)SelectSourceTypeSeiectsom-cetype,filetl：hitie:indits1ocation.IP(COREGenerator&ArchitectureWizard)SchematicUserDocumentVerilogModuleVerilogTestFixtureVHDLMcxJuleVHDLLibraryVHDLPackageVHDLTestBenchEmbeddedProcessorLuc宜tion:E:''i.lessiun1\eeri：ilecr:utide呂cram!□[V]Add.toprojectMoreInfo在右面的FileName欄里面填寫(xiě)要生成的源文件的名字，路徑一般位于工程文件夾里面，沒(méi)有特殊需要不必更改，一定要選擇Addtoproject，然后在左邊的一排圖標(biāo)里面選擇源文件的類型后點(diǎn)擊下一步：DefineModuleSpecifyporis￡ormoduleMijdulerL：iJTieseri：±1_ei2r：iJTiPortNameDirectionBusMSBLSB1inputT0inputToinputT0inputToinputT0input▼0input▼0inpuft▼0uinpuft▼oinpuft▼0MoreInfo Next C：iTLcel可以在上面的對(duì)話框里面輸入源文件的模塊名稱和管腳定義，也可以先不輸入，后面寫(xiě)程序的時(shí)候自己輸入。單擊下一步：

SummaryFrujectNavigatorwi11crea anewEkeletcmEom-cewiththetollowingspe.：i￡i.：atiurLE.AddtoProject：iesSourceLirectory:E:Vle55ii：m_11eeri：i1_ecr：dJTi_descr:amSourceType：Veri10gM0duleSourceN：diTie：seri：i1_ecr：iJTi.vM0dialerL：iine:seri：al_Ecr：iJTiFortIletirLititjiiE：MoreInfo Finish C：=LXLcel確認(rèn)信息無(wú)誤后，點(diǎn)擊完成，將生成名為serial_scram.v的源文件。在輸入程序之前，要注意代碼的可綜合性問(wèn)題。由于原程序中所給的異步復(fù)位信號(hào)的代碼風(fēng)格（即在rst_n的下降沿觸發(fā)，又高電平有效復(fù)位）在ISE12.4中是不可綜合的，只能進(jìn)行功能上的仿真，為了達(dá)到既能進(jìn)行功能仿真又能綜合成具

體的電路結(jié)構(gòu)的目的，需將rst_n改為低電平有效復(fù)位。輸入擾碼的程序：moduleserial_scram(clk,rst_n,scram_in,//rst_n為復(fù)位信號(hào)，低電平有效//rst_n為復(fù)位信號(hào)，低電平有效//擾碼數(shù)據(jù)輸入//擾碼數(shù)據(jù)輸出//反饋移位寄存器inputclk,rst_n;inputscram_in;outputscram_out;reg[6:0]feedback_reg;//輸出的反饋異或關(guān)系assignscram_out=feedback_reg[6]人feedback_reg[5]人scram_in;always@(posedgeclkornegedgerst_n)beginif(!rst_n) //已將rst改為!rst(考慮到可綜合性問(wèn)題)feedback_reg[6:0]<=7'b111_1111;elsebegin//寄存器反饋異或關(guān)系feedback_reg[6:1]<=feedback_reg[5:0];feedback_reg[0]<=feedback_reg[6]人feedback_reg[5]人scram_in;endendendmodule輸入好程序以后，保存源文件。同樣，新建一個(gè)serial_descram.v的源文件并輸入解擾碼程序moduleserial_descram(clk,rst_n,descram_in,descram_out);inputclk,rst_n;//rst_n為復(fù)位信號(hào)，低電平有效inputdescram_in;//解擾碼數(shù)據(jù)輸入outputdescram_out;//解擾碼數(shù)據(jù)輸出reg[6:0]shift_reg;//移位寄存器//輸出的反饋異或關(guān)系assigndescram_out=shift_reg[6]人shift_reg[5]Adescram_in;always@(posedgeclkornegedgerst_n)beginif(!rst_n)〃已將rst改為!rst（考慮到可綜合性問(wèn)題）shift_reg[6:0]<=7'b111_1111;elsebegin//寄存器反饋異或關(guān)系shift_reg[6:1]<=shift_reg[5:0];shift_reg[0]<=descram_in;endendendmodule輸入好程序以后，保存源文件。四、綜合仿真（一）綜合在Process對(duì)話框里面雙擊Synthesize-XSTProcesses:serialscram田濰DesignUtilities-UserCo-n&traints0-HSynthesize-XGTik-23ViewRTLSchematicL菊VieanrTechnologySchematic柑 CheckSyntaxGeneratePost-SynthesisSimul...ImplementDesignIHG&nerateProgrammingFile由“取CoTrfiQure面口stDsvicEStart住唸D^sign ,Files貯］Libraries仿真主要檢查源文件程序里面的語(yǔ)法錯(cuò)誤(CheckSyntax),如果沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)在console對(duì)話框中出現(xiàn)Process"Synthesize-XST"completedsuccessfully。如果在這步軟件發(fā)現(xiàn)源程序的設(shè)計(jì)語(yǔ)言有語(yǔ)法毛病，就會(huì)彈出Error警告，這樣就可以根據(jù)報(bào)錯(cuò)的位置，在源程序里面查找錯(cuò)誤位置。改好以后重新進(jìn)行綜合。(二)仿真1、建立仿真文件新建一個(gè)tb_scram_descram.v的源文件，輸入仿真程序：moduletb_scram_descram;regclk;regrst_n;reg[7:0]shift_reg;wirescram_in;//擾碼器的輸入端wirescram_out;//既是擾碼器的輸出端，也是解擾器的輸入端wiredescram_out;//解擾器的輸出端parameterperiod=20;initialbeginclk=1;end//根據(jù)第8章，偽隨機(jī)序列產(chǎn)生的原理，產(chǎn)生一個(gè)偽隨機(jī)的序列作為加擾器的輸入數(shù)據(jù)〃該偽隨機(jī)序列的生成多項(xiàng)式為xA8+xA4+xA3+xA2+1always@(posedgeclk)beginif(!rst_n) //已將rst_n改為!rst_nshift_reg[7:0]<=8'b1111_1111;elsebeginshift_reg[7:1]<=shift_reg[6:0];shift_reg[0]<=shift_reg[7]Ashift_reg[3]Ashift_reg[2]Ashift_reg[1];endendassignscram_in=