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曼彻斯特编码的FPGA设计方案

曼彻斯特编码的FPGA设计
方案
1 绪论
背景及目的意义
曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。在曼彻有丰富的直流重量,简单引起滚筒的磁化，因而选用了另外一种编码--曼彻斯特码。曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的编码方式和最常用的NRZ码相比，曼彻斯特码具有许多优点。例如：消退了NRZ码的直流成分，具有时钟复原和更好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。目前，在实际的工程测井中，常采纳曼彻斯特编译码器〔6408、6904〕把测井数据转换为曼彻斯特码及把曼彻斯特码解码为数据[7]。










工程探究内容及组织构造
本工程主要探究曼彻斯特码编码器的FPGA设计和实现。

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在本次设计中，为了验证电路系统能否顺当完成曼彻斯特码的编解码功能，采纳了比软件仿真的验证方式。在该方式中须要运用Verilog HDL语言对系统编译并运用Modelsim进展仿真。
其次章具体介绍了本文所采纳的编程语言及仿真软件，介绍了FPGA的原理及开发工具，Quartus Ⅱ的特点及软件开发流程，Modelsim的应用优点。
第三章介绍了曼彻斯特码原理以及编码规那么，并具体说明白曼彻斯特编解码系统的总体构造。论述了曼彻斯特编解码实现的系统方案。
第四章介绍了利用Verilog HDL语言对系统的功能的实现。
第五章论述了利用Quartus Ⅱ对系统软件的调试和编译以及Modelsim软件对系统的仿真。
第六章是对本次设计的小结和展望。












2. 开发工具及仿真软件
FPGA原理
FPGA〔Field－Programmable Gate Array〕，即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的根底上进一步开展的产物。它是作为专用集成电路〔ASIC〕领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的缺乏，又克制了原有可编程器件门电路数有限的缺点[8]。
FPGA采纳了逻辑单元阵列LCA〔Logic Cell Array〕这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB〔Configurable Logic Block〕、输出输入模块IOB〔Input Output Block〕和内部连线〔Interconnect〕三个局部，。

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FPGA的根本特点主要有：
，用户不须要投片生产，就能得到合用的芯片。 。 ／O引脚。
、开发费用最低、风险最小的器件之一。 ，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。 可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、牢靠性的最正确选择之一。目前FPGA的品种许多，有XILINX公司的Virtex系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的Stratix系列等。










FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时须要对片内的RAM进展编程。用户可以依据不同的配置模式，采纳不同的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA复原成白片，内部逻辑关系消逝，因此，FPGA能够反复运用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器