欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:46006045
大小:227.00 KB
页数:13页
时间:2019-11-20
《基于VerilogHDL的通信系统设计 第10章 以太网物理层关键技术的Verilog HDL实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第10章以太网物理层关键技术的VerilogHDL实现基于VerilogHDL的通信系统设计基于VerilogHDL的通信系统设计以太网作为一种局域网基本介质接入技术,近年来得到迅速的应用发展。以太网的应用范围广泛从公司、企业的局域网甚至到小区、大楼的网络都在采用以太网技术。所以关于以太网的研究和应用成为目前热点,多数公司都有各自在以太网领域开发的芯片。本章从以太网的基本概念入手,重点介绍了以太网物理层的基本功能,给出了扰码、CRC校验、帧同步以及8B/10B编码的原理及其VerilogHDL实现。基于Ve
2、rilogHDL的通信系统设计10-1以太网概述以太网于1973年由“Xerox”提出并且实现了达到3Mbps的传输速率,之后在“Xerox”、“Digitial、Intel”的共同努力下于1980年推出了10MpbsDIX以太网标准。随后的以太网技术(802.3)、令牌总线(802.4)、令牌环(802.5)共同成为局域网领域的三大标准。接着全双工以太网、百兆以太网技术相继出现。1995年IEEE正式通过了802.3u快速以太网标准,而传输速率的提升又极大地促进了应用领域的发展,这极大地刺激了人们对网络容
3、量的渴求,为此,20世纪90年代后百兆以太网的出现更增强了IT行业的影响力。基于VerilogHDL的通信系统设计10-2数据流扰码和解扰码器的VerilogHDL实现10-2-1串行扰码和解扰码器的设计在数字通信系统中,在发送端原始数据通过扰码模块加扰后数字信息的原有形式被“扰乱”,这一操作被称为“加扰”,但是这种扰乱是有规律可循的,因此也是可以解除的。扰码在数字信号处理中得到广泛的使用,通常在“0”和“1”码元交替点提取定时信息,若出现长“0”和长“1”的游程,将可能影响到同步的建立和保持。所以扰码的作
4、用就是对输入信号进行随机化处理,以减少数据的连“0”连“1”数目,确保接收端的位同步提取,并同时扩展基带信号频率,起到加密效果。这种加扰的基础建立在伪随机序列理论的基础上,其工作原理就是在发送端用加扰来改变原来数字的统计特性,而在接收端用解扰器恢复原始的数字信号。基于VerilogHDL的通信系统设计10-2-28位并行扰码器和解扰器的设计1.8位并行加扰器设计在高速率的数据传输过程中,为了满足数据高速处理的需要,一般扰码器和解扰器通常采用并行的方式来实现。2.8位并行解扰器设计并行解扰电路的设计原理和并行
5、加扰电路的设计原理相同。基于VerilogHDL的通信系统设计10-3CRC-16的VerilogHDL实现在数字通信中,可能会因为各种原因导致数据在传输过程中或接收时发生错误,为了保证数据传输的可靠性和数据校验的高效性,常常采用一些差错控制方法。循环冗余校验CRC(CyclicRedundancyCode)就是一种被广泛采用的差错控制方法和数据编码方法。它具有编码和译码方法简单,检错和纠错能力强等特点,能有效的对数据进行编码,并可以显著地提高系统的检错能力,从而保证数据传输的可靠性和正确性,因此在大多数的
6、以太网协议中都采用了CRC校验来进行差错控制。基于VerilogHDL的通信系统设计10-3-1串行CRC-16校验的VerilogHDL实现CRC编码是根据CRC校验原理得出的一种编码方法,CRC校验的基本思想是。利用线性编码理论,在发送方向根据要传输的k位二进制序列,以一定的规则产生r位校验用的监督码(CRC码),并附在信息位之后,构成一个新的二进制代码序列共n=k+r位。在接收方,则根据信息码和CRC码之间的规则进行校验,以确定传输中是否出现错误。同样,CRC编码也是采用这种线性编码理论进行编码,编码
7、和译码双方都使用同一个生成多项式,例如:CRC-CCITT、CRC16。对于一个数据进行编码,简单的说,就是原始数据通过某种算法,得到一个新的数据。而这个新的数据与原始数据有着固有的内在联系。通过把原始数据和新的数据组合在一起形成新的数据,因此这个数据具有自我校验能力。基于VerilogHDL的通信系统设计10-3-2并行CRC-16的VerilogHDL实现在利用CRC-16串行编码电路对输入数据进行编码时,它的输入数据是串行输入的,因此数据传输率较低,它的运算速度的提高完全依赖于系统时钟频率的提高,不能
8、够满足现在的低功耗下的数据快速传输。如果将数据进行并行处理,就可以在较低的时钟频率下快速的处理数据。因此,并行的CRC-16在目前应用更加广泛。基于VerilogHDL的通信系统设计10-4SDH帧同步器的设计以太网按照只是一种局域网实现技术;按照实现的协议和标准划分可以有很多种的实现方法,每种实现方法都具有各自的数字信号帧格式、复用方式、传输速率和接口码型等特点。同步数字传输体制(SDH)就属于以太网的一种实现
此文档下载收益归作者所有