应用CPLD的数字光端机的设计与实现.pdf

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1、应用CPLD的数字光端机的设计与实现姜鹏。等应用CPLD的数字光端机的设计与实现DesigningandRealizingoftheDigitalOpticalTerminalbyUsingCPLD善鹏俪茬霆(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京211800)摘要：针对模拟光端机传输质量低、信号易受环境干扰而失真、系统性能不稳定和电路设计复杂等缺点，采用CPLD对四路数字光端机进行设计。考虑到四路采样频率存满足以上要求的同时。还要通过一路光纤传输四路采样数据的情况，提出了并串转换频率为采样频率四倍的策略，实现r分时复用光纤通道。通过实验和时序仿真．验证了该

2、系统的正确性和可行性。该系统结构简单、成本低、性能稳定，是未来数字光端机行业发展的方向。关键词：复杂可编程逻辑器件A／D变换采集模块RS·485信号远程控制中图分类号：TP39文献标志码：AAbstract：Toovercomethedisadvantagesofanalogopticalterminal。e．g．。poorqualityoftransmission，signaldistortioncausedbyenvironmentalinterference。unstablesystemperformancelandcomplicatecircuitryd

3、esign，thequadrupletdigitalopticalterminalhasbeendesignedbyusingcomplexprogrammablelogicdevice(CPLD)．Consideringthesamplingfrequencyshallmeetaboverequirements-andquadrupletsamplingdatashallbetransmittedthroughthe8帅eopticalfiberpath。thusitisproposedthatmakingtheparalleltoserialconversi

4、onfrequency4timesofthesamplingfrequencytoimplementtimesharingandreusingopticalfiberchannel．Throughexperimentsandtimingsimulation-thecorrectnessandfeasibilityofthesystemareverified．Thesystemalsofeaturessimplestructure。lowcost，andstableinperformance，definitelyitwiltbethedevelopingtrend

5、ofdigitalopticalterminals。Keywords：Complexprogrammablelogicdevice(CPLD)A／DconversionAcquisitionmoduleRS-485signalRemoteeontmlO引言模拟视频光端机具有传输质量低、信号易受环境干扰而失真、系统性能不稳定和电路设计复杂等缺点⋯。对此，本文采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)用于数字光端机的设计。该设计通过CPLD实现时钟分频、并串转换和UART等功能。这不仅减小了电路的体积，降低了电路设计复杂度，而且提高了电路的稳定性BJ。同时，开发工具ISE也

6、使整个系统的开发和调试时间大大缩短。1系统构成原理与结构本文设计的光端机采用数字视频无压缩编码技术，通过一根光纤实现四路视频信号和一路RS．485信号的双向传输。接收光端机先将四路视频模拟信号高分辨率数字化，在各路数字信号中加入表示各路的标志，形成高速数字流；然后将四路数字流分时复用到一路光纤上。而另一端的接收光端机从光纤上接收数据，解分时复用，恢复出数字信号，再根据发射端加入的标志将数字视频数据传输到对应的数模转换模块㈤。系统总体设计框图如图1所示。到

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10、A／D采集2A／D采集3A／D采集4塑蜜枣clk，Dttta，10：亟clk圃,匦圜rtdataJr控

11、制信号差分收发器(RS-485’图1总体设计框图Fig．1Blockdiagramofoveralldesign修改稿收到日期：2010—07—07。2硬件构成第一作者姜鹏，男。1980年生，现为南京工业大学模式识Jl,l与智能系统专业在读硕士研究生；主要从事图像处理、嵌入式系统方面的研究。系统包括视频信号采集模块、串口模块、CPLD数80PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONV01．32No．1January2011光纤收发器¨．串行转并行一*差赢应用CPLD的数字光端机的设计与实现姜鹏。等据处理模块、并／串行数据相互转换模块和光纤模

12、块。2．1视频信号采集模