基于FPGA處理器的數(shù)字光端機(jī)系統(tǒng)分析

　　FPGA系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為32MHz，對于AD9280的采樣時(shí)鐘為16MHz，對系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行二分頻后提供給AD9280。同時(shí)，在分頻后的輸出時(shí)鐘的上升沿對A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果進(jìn)行讀取，讀取的結(jié)果存入FPGA中進(jìn)行下一步應(yīng)用。程序如下所示。

　　module AdControl(clk_in,reset,ad_data,clk_out,data_reg);

　　input clk_in,reset;

　　input [0:7]ad_data;

　　output clk_out;

　　output [0:7]data_reg;

　　reg [0:7]data_reg;

　　reg clk_out;

　　always@(posedgeclk_in)

　　begin

　　if(reset)

　　clk_out＜=0;

　　else

　　clk_out＜="clk_out;

　　end

　　always@(posedgeclk_out)

　　begin

　　data_reg＜=ad_data;

　　end

　　endmodule

　　其中，clk_in為FPGA系統(tǒng)輸入時(shí)鐘；clk_out為分頻后提供給ADC的采樣時(shí)鐘；reset為復(fù)位端，高電平復(fù)位；ad_data是A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量；data_reg

　　用來存儲(chǔ)A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。

　　2 語音編碼控制模塊

　　語音編碼控制模塊主要完成對PCM編碼芯片提供數(shù)據(jù)編碼時(shí)鐘、數(shù)據(jù)使能控制以及編碼后的數(shù)據(jù)接收。

　　此處程序如下所示。

　　module PcmControl(clk_in,reset,tdd,tdc,tde,pcm_data);

　　……

　　always@(posedgeclk_in)

　　begin

　　if(reset)

　　begintdc＜=0; end

　　elsebegin

　　if(cnt0==7)

　　begin

　　tdc＜="tdc;

　　cnt0＜=0;

　　end

　　else

　　cnt0＜=cnt0+1;

　　end

　　end

　　always@(posedgetdc)

　　begin

　　if(cnt1==140)

　　begin

　　tde＜="tde;

　　cnt1＜=0;

　　end

　　else

　　cnt1＜=cnt1+1;

　　end

　　always@(posedgetdc)

　　begin

　　pcm_data＜=tdd;

　　end

　　endmodule

　　其中，clk_in是FPGA系統(tǒng)時(shí)鐘，reset為系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)。信號(hào)tdd是PCM編碼芯片的輸出；信號(hào)pcm_data用來存放PCM編碼數(shù)據(jù)；信號(hào)tdc是PCM編碼時(shí)鐘信號(hào)；信號(hào)tde是PCM編碼使能時(shí)鐘。

　　3 并串轉(zhuǎn)換控制模塊

　　系統(tǒng)主控核心FPGA對數(shù)字化的視頻、語音信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用后，將視頻語音混合信號(hào)送給并串轉(zhuǎn)換器。并串轉(zhuǎn)換模塊主要實(shí)現(xiàn)對并串轉(zhuǎn)換器的時(shí)序控制，使能控制和數(shù)據(jù)輸入控制。此處的部分程序如下所示。

　　moduleSnControl (clk_in,fpga_data,sn_clk,sn_data,sncontrol);

　　input clk_in;

　　input [0:9]fpga_data;

　　output [0:9]sn_data;

　　output sn_clk,sncontrol;

　　reg sn_clk,sncontrol;

　　reg [0:9]sn_data;

　　always@(posedgeclk_in)

　　begin

　　sn_clk＜="sn_clk;

　　end

　　always

　　begin

　　sncontrol＜=1;

　　end

　　always@(posedgesn_clk)

　　begin

　　sn_data＜=fpga_data;

　　end

　　endmodule

　　其中，clk_in是FPGA系統(tǒng)時(shí)鐘，信號(hào)sn_clk是并串轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘；信號(hào)fpga_data是FPGA對視頻、語音時(shí)分復(fù)用編碼后的數(shù)據(jù)；信號(hào)sn_data是并串轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)；信號(hào)sncontrol是并串轉(zhuǎn)換器的編碼使能時(shí)鐘。

　　4 D/A控制模塊

　　D/A控制模塊主要用來控制AD9708，對來自串并轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA首先進(jìn)行時(shí)分解復(fù)用，然后將視頻信號(hào)部分發(fā)送給AD9708，同時(shí)配合DAC的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，該時(shí)鐘信號(hào)是通過并串轉(zhuǎn)換器恢復(fù)出來的發(fā)射端系統(tǒng)的發(fā)射時(shí)鐘。

結(jié)語

　　此套數(shù)字式光端機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和總監(jiān)控室的信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸。各監(jiān)控點(diǎn)的攝像頭傳回視頻信號(hào)，總監(jiān)控室通過485數(shù)據(jù)接口線對各個(gè)攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程兩端之間還可以進(jìn)行話音通信。具有一定的使用價(jià)值和工程意義。