基于FPGA的误码仪的研究与设计

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于FPGA的误码仪的研究与设计姓名：李斌申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：吴友宇20060401武汉理上人学硕士学位论文摘要误码仪是在通信系统的性能测试以及故障诊断中必不可少的设备。传统的误码仪基于CPLD和CPU协同工作，结构复杂，价格昂贵，而且不方便携带，随着现代EDA设计技术的进步，越来越多的功能将由硬件设计师集中在单芯片上实现。文章分析了误码仪系统需求，制定出以FPGA为核心的星型结构的误码仪设计方案，提出采用FPGA来完成误码仪的控制和测试模块一体化设计，提高了系统功能扩展性和系统的集成度，使得各个功能模块均可得到详细至逻辑门级的设计和改动。

2、研究了传统误码仪的工作原理与结构，并利用VHDL语言在FPGA芯片上模拟实现了绝大部分的传统误码仪的功能，如LCD显示驱动，串口通信驱动，误码测试，数据存储芯片驱动等功能。设计主要分为误码仪硬件电路的设计和FPGA内部功能的VHDL软件设计两个部分，硬件设计主要是FPGA的外围电路设计，RS232电路设计，E2PROM电路设计，以及按键和指示灯等。软件设计主要是使用硬件编程语言VHDL编程实现了传输速率在1～24MHz内8种速率可调、29．1位，215_1位，223．1位3种序列长度的伪随机码码型可选、可手动发送误码、误码检测以及FPGA片外资源总体控制等误码仪主要功能。在误码仪的设计中采用

3、以FPGA芯片为主的硬件设计，该单片FPGA芯片集误码发送，接收，统计，计算，存储，LCD显示，RS232串行通信等功能于一体，加以外部少量辅助电路即可完成整个误码仪的设计，因此误码仪的体积，重量，成本得到了很大的精简。本设计采用直观的LCD菜单显示格式进行操作，简单易懂，由4按键即可完成所有功能的操作，本设计和传统的误码仪相比，具有操作面板简洁，操作简便，显示直观，易升级扩展的优点。文章最终完成了误码仪的准系统的开发制作，包括误码仪开发板1．0版本的制作以及基于FPGA的误码仪内核1．O版本的开发，可以完成基本的误码仪功能，整个硬件开发成本低廉，证明了基于FPGA的误码仪系统设计是可行且有

4、效的。关键字：误码仪，FPGA，VHDL，伪随机序列码武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTBERT(BitErrorRateTester)iSallessentialtestingdeviceincommunicationsystemduringperformancetestingandmalfundiondiagnosisthenetworkconditions．ThetraditionaldesignaboutBERTarebasedonCPLDandCPUworkstogether,thedisadvantagesoftraditionaldesignarecomplicatest

5、ructure，costmuchandhardtotaken．WiththedevelopmentofEDAtechnologynowadays，moreandmorefunctionswillbeintegratedononechipbyhardwareengineer．ThepaperanalyzedthedesignrequirementofBERTbasedOnFPGA，andmadeaschemethatuseFPGAasthemainchipinthesystem，thestructureoftheboardisstar-type，paperbringforwardintegra

6、tedbothcontrolanddiagnosisfunctionmoduleonFPGA,improvedthesystem’Sintegrationandextendability,andallthefunctionmodulesCallbedesignedandmodifiedinRTLlevel．PaperresearchedtheWOrktheoryandstructureoftraditionalBERT,anduseVHDLprogramlanguagetorealizeamajorityofBERTfunctionsonFPGA，suchasLCDdriver,rs232d

7、river,errorbittest，keyandledcontrol，etc．Therearemainly2partdesignsinthispaper,hardwaredesignandsoftwaredesignwhichbasedonFPGA．ThehardwaredesigniSmainlyaboutthecircuitsaroundFPGA,RS232circuits，∥PRoMcircuits，