1553B總線中曼徹斯特編解碼器的設(shè)計(jì)
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(2)同步頭識(shí)別模塊
該模塊始終檢測(cè)同步頭，并給出同步頭類型。檢測(cè)方法如下，在采樣到時(shí)鐘使能信號(hào)clk2_en有效時(shí)，將rx_data_reg_2存入移位寄存器sync_reg[9：0]中，當(dāng)檢測(cè)到sync_reg[5：0]為“111000”或“000111”時(shí)，給出同步頭有效信號(hào)sync_1，用于觸發(fā)計(jì)數(shù)器和碼型轉(zhuǎn)換移位模塊工作。
(3)計(jì)數(shù)模塊
計(jì)數(shù)器cnt是一個(gè)40進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在cnt的控制下完成整個(gè)解碼過(guò)程。當(dāng)收到同步頭有效信號(hào)sync_1時(shí)，將計(jì)數(shù)器使能信號(hào)cnt_enb置為有效(高電平)，并在其控制下開始計(jì)數(shù)。
(4)碼型轉(zhuǎn)換與移位電路
該模塊在移位使能信號(hào)data_sample有效，且采樣到采樣使能信號(hào)clk2_en時(shí)，將rx_data_reg_2移入一個(gè)17位寄存器data_reg[16：O]中，移位完成后，將得到一個(gè)16位并行數(shù)據(jù)data_reg[16：1]和一個(gè)奇偶校驗(yàn)位data_reg[0]。
(5)校驗(yàn)?zāi)K
該電路將檢測(cè)并輸出同步頭類型、奇偶校驗(yàn)結(jié)果、曼徹斯特碼檢測(cè)結(jié)果、字連續(xù)性檢測(cè)結(jié)果。
同步頭類型檢測(cè)：當(dāng)cnt計(jì)數(shù)到3時(shí)，將同步頭檢測(cè)結(jié)果sync_csw和syn_dw分別寄存輸出給csw和dw。
奇偶校驗(yàn)：將17位并行數(shù)據(jù)data_reg[16：O]按位同或后在cnt計(jì)數(shù)到33時(shí)將效驗(yàn)結(jié)果輸出給parity_right。
曼徹斯特碼型的有效性校驗(yàn)：對(duì)16位曼徹斯特碼和1位奇偶校驗(yàn)碼的碼型進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)收到同步頭有效信號(hào)sync_1時(shí)將mangchester_rig-ht信號(hào)置為1，之后將每個(gè)碼元曼徹斯特檢測(cè)結(jié)果與mangchester_right做與運(yùn)算，再寄存輸出到mangchester_right。當(dāng)中間某個(gè)碼元曼徹斯特碼出錯(cuò)時(shí)，mangchester_right將變?yōu)?，并在之后的檢測(cè)中一直保持為0，直到收到下一個(gè)字的sync_1信號(hào)。
字連續(xù)性檢測(cè)：若前一個(gè)字與當(dāng)前字連續(xù)，則在前一個(gè)字cnt計(jì)數(shù)到39時(shí)，當(dāng)前字的同步頭有效信號(hào)sync_1應(yīng)為高電平，若不連續(xù)，sync _1為低電平。所以在cnt=39時(shí)將sync_1寄存輸出給word_continue可表征字的連續(xù)性。
(6)數(shù)據(jù)有效輸出模塊
當(dāng)所有校驗(yàn)和移位都完成時(shí)，在cnt為34～38之間輸出數(shù)據(jù)有效信號(hào)data_ready。
4 仿真及FPGA實(shí)現(xiàn)
在TESTBENCH中將編碼器曼徹斯特碼的輸出直接連到解碼器曼徹斯特碼的輸入端。圖6為正確曼徹斯特碼的時(shí)序仿真波形圖，傳輸速率為10 Mb／s，系統(tǒng)時(shí)鐘為120 MHz。圖6的上半部分為編碼器信號(hào)波形，下半部分為解碼器信號(hào)波形。發(fā)送消息為連續(xù)的4個(gè)字：第1個(gè)為命令字，后3個(gè)為數(shù)據(jù)字。本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/187559.htm
為了全面驗(yàn)證設(shè)計(jì)功能，需要注入不同類型的錯(cuò)誤來(lái)檢測(cè)解碼器的查錯(cuò)能力。其中，包括同步頭類型錯(cuò)，曼徹斯特碼型錯(cuò)，奇偶校驗(yàn)錯(cuò)，字不連續(xù)錯(cuò)等。測(cè)試過(guò)程完全按照GJB5186相關(guān)要求進(jìn)行。
該設(shè)計(jì)在XlLINX公司Spartan3E系列的XC3S500E型號(hào)FPGA上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。當(dāng)編解碼器時(shí)鐘約束為7 ns時(shí)，編碼器最高跑到143 MHz，解碼器最高到157 MHz。
5 結(jié)語(yǔ)
根據(jù)曼徹斯特碼型特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種符合MIL-STD-1553B協(xié)議的曼徹斯特編解碼器，并兼容1 Mb／s和10 Mb／s兩種傳輸速率的協(xié)議。該設(shè)計(jì)通過(guò)了GJB5186規(guī)定的測(cè)試點(diǎn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明所設(shè)計(jì)的曼徹斯特編解碼器具有高速、高可靠性的特點(diǎn)。
評(píng)論