一種使用CPLDB件產(chǎn)生 巴克碼的實(shí)現(xiàn)方法

0 引言
通信系統(tǒng)中的同步技術(shù)起著相當(dāng)重要的作用。通信系統(tǒng)能否有效地、可靠地工作，很大程度上依賴于有無(wú)良好的同步系統(tǒng)。通信系統(tǒng)中的同步可分為載波同步、位同步、幀同步等幾大類。在數(shù)字通信中，消息是一串連續(xù)的信號(hào)碼元序列，解調(diào)時(shí)常須知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻。因此，通常要求接收端必須能產(chǎn)生一個(gè)用作定時(shí)的脈沖序列，以便與接收的每一個(gè)碼元的起止時(shí)刻一一對(duì)齊。在接收端產(chǎn)生與接收碼元的重復(fù)頻率和相位一致的定時(shí)脈沖序列的過程稱為碼元同步或位同步。由于數(shù)字通信中的消息數(shù)字流總是用若干碼元組成一個(gè)“字”，又用若干“字”組成一“句”。因此，在接收這些數(shù)字流時(shí)，同樣也必須知道這些“字”、“句”的起止時(shí)刻，并在接收端產(chǎn)生與“字”、“句”起止時(shí)刻相一致的定時(shí)脈沖序列，統(tǒng)稱為群同步或幀同步。實(shí)現(xiàn)幀同步的方法通常有起止式同步法和集中式插入同步法兩種。起止式同步比較簡(jiǎn)單，一般是在數(shù)據(jù)碼元的開始和結(jié)束位置加入特定的起始和停止脈沖來(lái)表示數(shù)據(jù)幀的開始和結(jié)束。而集中式插入同步法則要求插入的同步碼在接收端進(jìn)行同步識(shí)別時(shí)出現(xiàn)偽同步的概率盡可能小，并且要求該碼組具有尖銳的自相關(guān)函數(shù)以便于識(shí)別。目前用得比較廣泛的是性能良好的巴克(Barker)碼。

1 巴克碼簡(jiǎn)介
巴克碼主要用于通信系統(tǒng)中的幀同步，其特點(diǎn)是具有尖銳的自相關(guān)函數(shù)，便于與隨機(jī)的數(shù)字信息相區(qū)別，易于識(shí)別，出現(xiàn)偽同步的可能性較小。巴克碼是一種具有特殊規(guī)律的二進(jìn)制碼組，它是一種非周期序列。一個(gè)n位的巴克碼組為{xl，x2，x3，…，xn}，其中xi的取值是+1或一1。目前已發(fā)現(xiàn)的所有巴克碼組如表1所列。

表1中，“+”表示取值為高電平1，“一”表示取值為低電平0。11位巴克碼組的識(shí)別器比較容易實(shí)現(xiàn)。圖1所示是ll位巴克碼識(shí)別器的原理圖。它由ll級(jí)移位寄存器組成。依據(jù)上面的巴克碼組可知，11位的巴克碼發(fā)生器應(yīng)在輸入時(shí)鐘信號(hào)作用下依次產(chǎn)生“11100010010”的碼元序列。

2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
一個(gè)巴克碼系統(tǒng)通常由巴克碼發(fā)生器和其譯碼器組成。圖2所示是一個(gè)巴克碼發(fā)生器及其譯碼器的電路原理圖。其中：EN為使能信號(hào)，高電平有效；CN為工作方式選擇信號(hào)，高電平時(shí)發(fā)送單個(gè)的巴克碼，低電平時(shí)發(fā)送連續(xù)的巴克碼；CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)；QOUT為巴克碼發(fā)生器輸出信號(hào)；DIN為輸入信號(hào)；CLR為清除信號(hào)；SEQIJENCE―OUT為巴克碼譯碼器的輸出信號(hào)。

3 基于CPLD的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3．1 芯片的選擇
設(shè)計(jì)可選用Altera公司的MAX7000系列可編程邏輯器件EPM7128SLC84210。該器件是由簡(jiǎn)單的PAL、GAL器件發(fā)展而來(lái)，只是結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，功能更強(qiáng)大而已。從最初的電路設(shè)計(jì)思想到MAX+PLUSⅡ的波形仿真，再到CPLD芯片編程結(jié)束，所要經(jīng)過的一般開發(fā)流程如圖3所示。