基于FPA的曼彻斯特编译码设计.doc

合 肥 学 院 课 程 设 计 报 告 题 目：基于FPGA的曼彻斯特编译码设计与实现 系 别 ：电子信息与电气工程系 专 业： 通信工程 班 级： 10通信工程1班 学 号：1005074007 1005076001 1005074012 姓 名：柯望 吕烨 邓超 导 师： 段慧敏 成 绩：________________________ 2013年12月9日 一、前言 3 二、方案论证及选择 4 1.1方案一 4 1.2方案二 4 三、 理论分析 4 1.1伪随机序列模块 4 1.2曼彻斯特编码模块 5 1.3曼彻斯特解码模块 5 1.4四分频模块设计 5 四、系统整体设计 6 五、 实验相关程序 6 1.1 M序列产生程序 6 1.2 曼彻斯特编码程序 7 1.3 曼彻斯特解码程序 8 1.4 四分频程序 9 1.5整体程序 9 六、总结 10 参考文献 11 附录 11 1.1附录一 11 1.2附录二 12 1.3附录三 12 1.4附录四 13 基于FPGA的曼彻斯特编译码设计与实现 中文摘要 随着科学技术的进步，现代战争样式向信息战形式发展。现代战争胜负对于信息获取的依赖程度前所未有的提高。在现代战争中，若己方的通讯交流方式早敌军破获，则地方将获取己方部队动向或实施信息干扰。将会使部队陷入极其危险地境地中。因此，信息战对通讯加密手段的要求极高。? 伪随机序列(Pseudo-noise?Sequence)又称伪噪声或伪随机码,具有类似随机信号的一些统计特性,但又是有规律的,容易产生和复制的。最大长度线性移位寄存器序列(m序列)是必威体育官网网址通信中非常重要的一种伪随机序列,它具有随机性、规律性及较好的自相关和互相关性,而且密钥量很大。利用m序列加密数字信号,使加密后的信号在携带原始信息的同时具有伪噪声的特点,以达到在信号传输的过程中隐藏信息的目的;在信号接收端,再次利用m序列加以解密,恢复出原始信号。这样，通过对m序列的应用，将大大的提高通讯的必威体育官网网址程度和防窃取能力。这样的通讯手段被称为扩展频谱通信 关键词：伪随机码；曼彻斯特码；曼彻斯特编译码；FPGA 一、前言 曼彻斯特码（Manchester code）,双向码，是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号隐藏在数据波形中，亦即在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方。另外，曼彻斯特码每位编码中有一跳变，不存在直流分量。因此该码具有自同步能力和良好的抗干扰性能。 曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期和转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。 FPGA采用了逻辑单阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输入输出模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。 现场可编程门阵列（FPGA）是可编程件，与传统逻辑电路和门阵列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。图1 线性反馈移存器的一般组成原理图 1.2曼彻斯特编码模块 曼彻斯特编码模块： 由曼彻斯特解码规则可将程序设置为在输入一个二进制码元时将此输入二进制码元作为标准逻辑矢量的一个元素，再将此码元取反作为标准逻辑矢量的另一个元素。最后将所得的两个元素进行并置输出为二位的标准逻辑矢量，并将此标准逻辑矢量按位输出即可得到曼彻斯特编码在仿真时可以通过输入码元与对应的仿真输出二位的标准逻辑矢量进行比较确认是否输出正确。曼彻斯特编码的实验程序见附录二。 1.3曼彻斯特解码模块 曼彻斯特解码模块： 与曼彻斯特编码类似，可以根据曼彻斯特解码的规则可将程序设置