基于FPGA的IRIG-B(DC)碼產(chǎn)生電路設(shè)計

摘要：提出了一種IRIG-B(DC)碼產(chǎn)生電路的設(shè)計方法。采用Altera公司低功耗Cyclone FPGA系列中的EPlC6T144、8段數(shù)碼管、晶體振蕩器和MAX3232E等器件構(gòu)成硬件電路、使用VHDL語言設(shè)計IRIG-B直流時間碼的軟件。為了設(shè)置和觀察，使用8段數(shù)碼管、撥碼開關(guān)和按鍵來顯示、修改和設(shè)置天、時、分、秒等時間信息。仿真和試驗結(jié)果表明，該設(shè)計可以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的IRIG-B(DC)碼時間脈沖序列。
關(guān)鍵詞：IRIG-B(DC)碼；FPGA；VHDL

在測控系統(tǒng)中，時統(tǒng)信息不僅是各個分系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。也是有些分系統(tǒng)進(jìn)行測控時推算彈道和其他復(fù)雜運算必不可少的信息，IRIG-B時間碼作為一種重要的時間同步傳輸?shù)姆绞?，成為時統(tǒng)設(shè)備首選的標(biāo)準(zhǔn)碼型。IRIG全稱Inter-Range Instrumentation Group(靶場間測量儀器組)。IRIG串行時間碼，共有6種格式。即IRIG-A、B、D、E、G、H，IRIG-B(DC)碼又分為DC和AC碼，DC碼的接口通常采用TTL接口和RS422(V．11)接口。

1 IRIG-B(DC)碼介紹
IRIG-B(DC)碼的時幀速率為1幀／s；可傳遞100信息位，每個信息位寬度10 ms，稱為一個碼元，每10個碼元為l組。每幀有一個高電平寬度8 ms、低電平寬度2 ms的起始碼元PR和結(jié)束碼元P0，PR和P0之間有P1、P2、…，P9標(biāo)志碼元，標(biāo)志碼元之間包含秒、分、時、天和控制功能等信息，碼元高電平寬度5 ms代表二進(jìn)制的“l(fā)”，高電平寬度2 ms代表二進(jìn)制的“0”，IRIG-B(DC)碼的示意圖如圖l所示。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
本設(shè)計的硬件電路如圖2所示，采用Altera低功耗、低成本Cyclone FPGA系列的EPlC6T144，總引腳數(shù)144．I／O引腳數(shù)98，有3種配置方式，分別為AS方式、PS方式和JTAG方式，本設(shè)計采用AS方式，當(dāng)使用AS方式時，必須將FPGA EPlC6T144的MSEID和MSELl這2個引腳接到低電平，即為邏輯的00，AS方式還需與一片串行配置器件并用，本設(shè)計采用低成本的Ahera公司的EPCSlSl8，具體連接如圖2所示，采用這種方式上電后可直接通過下載電纜對FPGA進(jìn)行編程，使用靈活方便。在設(shè)計時注意引腳上的上拉電阻和下拉電阻必須連接上。

晶體振蕩器采用10 MHz晶振，將晶振的SCLK輸出引腳與EPlC6T144的CLK0輸入引腳連接，檢測晶振信號脈沖的上升沿并進(jìn)行計數(shù)，以此計數(shù)作為時間基礎(chǔ)。