侵權投訴

如何在FPGA內實現擾碼過程

39度創意研究所 ? 2020-10-10 15:52 ? 次閱讀

一、擾碼的作用

對數字信號的比特進行隨機處理,減少連0和連1的出現,從而減少碼間干擾和抖動,方便接收端的時鐘提??;同時又擴展了基帶信號頻譜,起到加密的效果。為了保證在任何情況下進入傳輸信道的數據碼流中“0”與“1”的概率都能基本相等,傳輸系統會用一個偽隨機序列對輸入的傳送碼流進行擾亂處理,將二進制數字信息做“隨機化”處理。

二、擾碼的原理
偽隨機序列是由一個標準的偽隨機序列發生器生成的,其中“0”與“1”出現的概率接近50%。用偽隨機序列對輸入的傳送碼流進行擾亂后,無論原始傳送碼流是何種分布,擾亂后的數據碼流中“0”與“1”的出現概率都接近50%。擾亂雖然改變了原始傳送碼流,但這種擾亂是有規律的,可以在接收端解除。將待發送的信息序列與發端產生的m序列進行模二加(擾碼),擾碼序列通過傳輸信道傳送到接收端,接收端接收到擾碼序列,使用同樣的m序列進行模二加,即可恢復原來的信息。

三、擾碼實現方法
1. 數學模型
擾碼模塊對每個數據塊進行隨機化處理,隨機化序列和數據塊同步,每個數據塊都要重新初始化隨機序列,隨機化從數據塊的 MSB 位開始處理,K_BCH 位結束(K_BCH為定義的數據輸入長度)。擾碼序列的生成多項式為1+X14+X15,初始序列為100101010000000,擾碼實現結構如下:

?

?

matlab代碼

根據以上結構,在matlab里產生偽隨機序列,函數代碼如下,其中K_BCH 為7032,為一組數據的長度,運行得到7032長度的偽隨機序列碼。

?

?

產生一組隨機數據,用作數據的輸入,與此同時,這個數據也被用作modelsim的數據輸入。輸入數據和m序列作模二加,即異或,進行擾碼處理,得到最終輸出,擾碼的matlab的程序如下

?

?

3. FPGA實現

在FPGA內實現擾碼過程的,并不復雜,主要是信號的控制,這里使用AXI總線的結構,定義模塊的輸入輸出接口如下

名稱

方向

有效狀態

描述

clk

in

-

時鐘,上升沿有效

rstn

in

low

同步復位

s_data_tvalid

in

high

輸入數據有效信號

s_data_tdata[0:0]

in

-

數據輸入

s_data_tready

out

high

準備接收數據使能

s_data_tlast

in

high

表示輸入最后1bit數據

m_data_tvalid

out

high

數據輸出有效信號

m_data_tdata[0:0]

out

-

數據輸出

m_data_tready

in

high

下一模塊接收準備使能

m_data_tlast

out

high

表示輸出最后1bit數據

該模塊主要處理基于數據塊的操作,每個數據完成一次擾碼操作,并且每一幀的初始擾碼移位寄存器均要初始化。應滿足的時序如下

?

?

完成的功能為偽隨機序列的產生和數據擾碼兩個過程,如下

?

?

通過modelsim仿真波形,可以看到,輸入數據經過擾碼之后的輸出能夠減少連1的出現。

?

?

4. 數據比對

對同一輸入數據,用matlab和FPGA分別進行擾碼操作,然后把結果寫入到本地,通過對比,驗證Verilog代碼的正確性。

?

編輯:hfy

?

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NL7WB66 雙SPST模擬開關

TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP411設備是一個帶有內置本地溫度傳感器的遠程溫度傳感器監視器。遠程溫度傳感器,二極管連接的晶體管通常是低成本,NPN或PNP型晶體管或二極管,是微控制器,微處理器或FPGA的組成部分。 遠程精度為±1 °C適用于多個設備制造商,無需校準。雙線串行接口接受SMBus寫字節,讀字節,發送字節和接收字節命令,以設置報警閾值和讀取溫度數據。 TMP411器件中包含的功能包括:串聯電阻取消,可編程非理想因子,可編程分辨率,可編程閾值限制,用戶定義的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大溫度監視器,寬遠程溫度測量范圍(高達150°C),二極管故障檢測和溫度警報功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封裝。 特性 ±1°C遠程二極管傳感器 ±1°C本地溫度傳感器 可編程非理想因素 串聯電阻取消 警報功能 系統校準的偏移寄存器 與ADT7461和ADM1032兼容的引腳和寄存器 可編程分辨率:9至12位 可編程閾值限...
發表于 09-19 16:35 ? 202次 閱讀
TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠程和本地溫度傳感器

TMP468器件是一款使用雙線制SMBus或I 2 C兼容接口的多區域高精度低功耗溫度傳感器。除了本地溫度外,還可以同時監控多達八個連接遠程二極管的溫度區域。聚合系統中的溫度測量可通過縮小保護頻帶提升性能,并且可以降低電路板復雜程度。典型用例為監測服務器和電信設備等復雜系統中不同處理器(如MCU,GPU和FPGA)的溫度。該器件將諸如串聯電阻抵消,可編程非理想性因子,可編程偏移和可編程溫度限值等高級特性完美結合,提供了一套精度和抗擾度更高且穩健耐用的溫度監控解決方案。 八個遠程通道(以及本地通道)均可獨立編程,設定兩個在測量位置的相應溫度超出對應值時觸發的閾值。此外,還可通過可編程遲滯設置避免閾值持續切換。 TMP468器件可提供高測量精度(0.75°C)和測量分辨率(0.0 625°C)。該器件還支持低電壓軌(1.7V至3.6V)和通用雙線制接口,采用高空間利用率的小型封裝(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在計算系統中輕松集成。遠程結支持-55°C至+ 150°C的溫度范圍。 特性 8通道遠程二極管溫度傳感器精度:±0.75&...
發表于 09-18 16:05 ? 134次 閱讀
TMP468 具有引腳可編程的總線地址的高精度遠程和本地溫度傳感器
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