位同步的FPGA实现毕业论文.doc

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1、位同步的FPGA实现毕业论文目录摘要IABSTRACTII第1章绪论1第2章同步技术32.1同步技术32.2同步的分类32.3位同步32.3.1位同步方法42.3.2位同步系统性能指标5第3章基于FPGA设计流程的介绍73.1FPGA器件概述73.2FPGA设计操作流程7第4章微分型位同步的FPGA实现114.1微分型位同步原理114.2微分鉴相模块的VHDL实现124.3双相时钟信号的VHDL实现164.4单稳触发器的VHDL实现174.5控制及分频模块的VHDL实现19第5章系统仿真与结果分析215.1顶层模块的VHDL实现215.2系统的整

2、体仿真与结果分析25II结论26参考文献27致谢28II第1章绪论在数字通信系统中，要准确的恢复信号，接收端和发送端就必须保持严格同步。在数字通信系统中，同步又称为定时，是指收发双方在时间上保持步调一致。同步系统性能的优劣将直接影响数字通信的质量，甚至会影响数字通信能否正常运行。可以说同步系统是保证数字通信系统正常工作的前提。早在1970那一年，胎膜早破（可编程只读存储器）是最古老的PLD的出现，它是可编程的只读存储器，它不能被擦除和重写，只能写一次，而在20世纪70年代中期，又出现了PLA（ProgrammableLogicArray），也就是

3、可编程逻辑阵列。可编程阵列逻辑PAL（可编程逻辑阵列）1977美国AMD装置第一，这是一个熔丝编程。大约在1985年，Lattice公司率先发明GAL（GenericArrayLogic），也就是通用阵列逻辑器件，该装置可电擦除，可编程，设置加密位PLD等，然而Altera公司推出最晚的却是可擦除可编程逻辑器件—EPLD（ErasablePLD），它是在20世纪80年代中期推出的。880年底，格是在系统可编程技术提出了ISP（在系统编程），它还推出了一系列的在系统可编程逻辑器件（EPLD器件）。1985现场可编程的概念被首次提出，赛灵思公司，在同

4、一时间，世界上第一个生产的FPGA（现场可编程门阵列，现场可编程门阵列）装置。而在1995年，Xilinx公司又推出了XC4025，它的可用门数达到了25000门。PLD的分类:（1）PROM即可编程只读存储器（ProgrammableReadOnlyMemory)（2）可编程逻辑阵列PLA（ProgrammablelogicarrayPLA）（3）可编程逻辑阵列PAL（ProgrammablelogicarrayPAL）（4）通用逻辑阵列GAL（GenericarraylogicGAL）（5）即可擦除可编程器件EPLD（ErasableProg

5、rammableLogicDevice）（6）复杂可编程逻辑器件CPLD（ComplexPLD）（7）即现场可编程门阵列FPGA（FieldProgrammableGatesArray）现场可编程门阵（FPGA）是PAL、GAL、EPLD等可编程器件的进一步发展的产物。它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，不仅克服了原本可编程器件门电路门数量有限等缺点，还解决了定制电路的不足。在第二十世纪中叶80年代，28FPGA是一种高密度可编程逻辑器件，数组类型，它和我们以前所介绍的可编程逻辑器件是有所不同的。FPGA由逻辑功能块排成阵列组成，还有

6、可编程的互连资源连接等这些逻辑功能块以及还有相应的输入输出单元来共同实现不同的设计。这其中，FPGA的功能是由逻辑结构的配置数据而决定。同时，存储在片上SRAM或熔断器的配置数据。基于SRAM的FPGA器件，同时，存储在片上SRAM或熔断器的配置数据。用户可以控制加载过程，在现场修改器件的逻辑功能，即所谓的现场可编程。QuartusⅡ8.0是Altera公司新近推出的EDA软件工具，其设计工具完全支持VHDL、Verilog的设计流程，其内部嵌有VHDL、Verilog逻辑综合器。第三方的综合工具，如LeonardoSpectrum、Synpl

7、ifyPro、FPGACompilerⅡ有着更好的综合效果，因此通常建议使用这些工具来完成VHDL/Verilog源程序的综合。QuartusⅡ可以直接调用这些第三方工具。同样，QuartusⅡ具备仿真功能，也支持第三方工具，如Modelsim。此外，QuartusⅡ为AlteraDSP开发包进行系统模型设计提供了集成综合环境，它与MATLAB和DSPBuilder结合可以进行基于FPGA的DSP系统开发，是DSP硬件系统实现的关键EDA工具。QuartusⅡ还可以与SOPCBuilder结合，实现SOPC系统开发本文主要研究一种位同步电路的FP

8、GA实现，其研究的主要内容是：理解位同步的概念及实现方法，建立位同步控制器模型，以FPGA为主控器，设计一个位同步控制器，并完成各模块电