基于FPGA的PCM数字中继接口硬件设计.pdf

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1、自动化技术与应用》2010年第29卷第5期经验交流Technica}Communications基于FPGA的PCM数字中继接口硬件设计李君(吉林省蛟河市国家广电总局953台，吉林蛟河132521)摘要：研究rPCM的本理，提mJ躯于FPGA的PCM数rfJ继接口的硬件方案，根据该案，宄成_．各个单元的具体硬件电路的设计，以FI(A为丹发平台，成了昕订逻辑卡蛭块的设计。关键词：PCM；FtGA；}按门【}J分类：TN9l1．72文献标吗：Ij艾章编‘：1003—7241(2010)05～010205DesignofPCMDigitalRel

2、ayInterface、HardwareBasedonFPGALIJun(953BroadcastingStationofStateAdministrationforRadio，FilmandTV,Jiaohe132521China)Abstract：ThebasicprincipleofPCMisstudied，thehardwareschemeofPCMdigitalrelayinterfacebasedOilFPGAisbroughtforward，Accordingtothisscheme，thedesignofspecificha

3、rdwarecircuitofeachunitiscompleted，andtakesFPGAasdevelopmentplatform，thedesignofalllogicmoduleiscompleted．Keywords：PCM；FPGA；relayinterface1引言近年来数字通信系统发展非常迅速，已经得到了广泛的应用，其应用领域包括话音通信、图像通信、计算机通信、电报通信、遥测、遥感、遥控、雷达等多个领域，数字通信系统涉及到许多技术领域，相关的技术的发展势必影响到数字通信的发展【l】。目前在数字终端设备、数字传输技术方面逐步

4、向小型化、智能化方向发展和进一步压缩编码比特率和提高线路的利用率方向发展。本文提出了使用单片大规模可编程逻辑器件实现图1PCM传输系统框图数字通信系统中PCM数字中继接口的设计方案，围绕该设计方案深入的研究了数字通信系统中PCM的相关脉冲编码调制(PCM)实际上是一种将模拟信号转换基本原理以及PCM电路系统的构成，重点的研究该接为数字信号的特殊方式。首先把模拟信号(输入信号)用口的硬件设计。时域上的离散时间点上的振幅来表示，即用样值来表示(抽样)；然后把连续取值的样值用离散的幅度来近似表2PCM基本原理示(量化)；最后再把离散的幅度值变化为

5、不易遭受传输PCM传输系统基本框图如图1所示。干扰的二进制数字代码信号(编码)，这就是把模拟信号转换为数字信号的所有过程。收稿日期：2009—12—03经验交流《自动化技术与应用》2010年第29卷第5期1_echnicalCommunications3PCM中继接口设计方案3．2FPGA单元电路设计为了与PCM通信话路进行数据交换，本文实现的FPGA单元电路主要包括配置电路和I／O接口单元接口应满足以下要求：的设计，配置电路主要用于将逻辑代码下载到目标芯片●输入、输出码型为HDB3码。中，I／O接口电路主要是用于对外围电路的控制。●接口输

6、出阻抗为75欧姆，输人阻抗大于2K欧姆。本设计中的FPGA采用Altera公司的Stratix系列●外部输出时钟为2048KHz。的FPGA(EP1S10F672I7)Stratix器件是Altera公司于●输出信令可以任意设置，同时对任意输入信令进2002年推出的大规模高端FPGA，使用0．13um工艺，内行测试和显示。核电压1．5vI／0电压3．3V[引。●输出数字图案可为lKHZ的正弦波。3．3MT9075接口电路设计●能够检测出相应的告警：无信号告警、全1告警、MT9075芯片是该设计中核心芯片，中继接口的主单帧失步告警和复帧失步告

7、警。要功能由该芯片来实现。本文后面部分对其设计进行为了能够可靠、全面的实现上述功能，采用大规模详细研究。可编程逻辑器件作为控制和信号采集控制单元；采用3．4串并转换电路设计MT9075芯片作为中继接口的核心器件，该芯片是Mitel本设计中使用了3个继电器，为了便于FPGA对继公司推出的一个可以产生并处理PCM30信号的集成器电器的控制，采用一片TI公司的串并转换芯片6B595作件，不仅合成了PCM30成帧器、线性接口部件(LIU)和为驱动器，6B595是具有一定驱动的串并转换芯片，其内链路控制器，还具有时钟同步、中断同步以及同步处理部的每一

8、路驱动器都能够吸收60mA的电流，共有8路和差错保护、CAS信令、CCS信令处理、信号回送等[61。而电路中的继电器为TQ2，只需要30mA的电流就功能[2-5]。通过该芯片提供