文档介绍：现代电子综合课程设计

课题名称:基于VHDL的3B4B线路编码/解码实现
姓名:
学号:
组员:
专业: 电子信息科学与技术
指导教师:

2011年6月27日
基于VHDL的3B4B线路编码/解码实现
——《编码部分(Encode3B4B)》
摘要:
mBnB 码是光纤通信系统中常用的码型之一, 本次设计了一种简单实用的3B4B 编码方法, 并提出了用Altera开发系统的硬件描述语言VHDL 实现全数字3B4B 编译码电路的设计思想和方法, 最后给出了波形仿真结果。本文给出了针对该编码方法的除数字锁相环之外的一种简单方便的VHDL 语言设计方法。
关键词:3B4B 码;FPGA;VHDL 语言;波形仿真
一、设计原理:
数字光纤通信系统对线路码型的要求主要是保证传输的透明性,如下图,在电调制光源之前,通常需要对解码或扰码后的二进制码进行线路编码,减小功率谱中的高低频分量,为光接收机提供足够的定时信息,保证定时信息丰富,或能提供一定的冗余码,用于平衡码流、误码监测和公务通信。而接收端进行光电转换后,提取位时钟信号进行判决得到线路编码信号,还需要进行解码还原出原始数字信号。
光发送机的线路编码电路
二、3B4B 编码规则:
大多数mBnB 码都采用两种模式编码, 两种模式交替使码字中的不均值为零。这种编码电路多采用可编程只读存储器PROM 查找表的方法实现。下面介绍一种3B4B码, 可用更为简单的电路实现, 其编码规则具体说明如下:
先将输入的数字信号每3 b 为一码字, 在同样长的时间间隔内变换成4 b 一组的输出码字。①变换后4 b 的一个码字中, 第1 与第4 比特位分别由变换前3 b 码字中的第1 与第3 比特位取反而得到;
②变换前的第1 与第2 比特位分别作为变换后的第2与第3 比特位。其编码情况如表所示:
3B4B 编码表
3B
000
001
010
011
100
101
110
111
4B
1000
1000
1011
1010
0101
0100
0111
0110
从编码表可以看出, 这种编码规则不仅简单, 且具有以下2 个突出的特点:
①编码后每组码字的前两位都有极性翻转, 定时信息丰富, 有利于译码电路中分组信号的提取;
②连“0”和连“1”的分组经变换后都成为“0”,“1”均等的码字, 对抑制光接收机中的基线浮动有利。
三、3B4B 的编码电路设计
3B4B 编码电路的工作原理:
分频电路
伪随机码发生器
串并转换
编码电路
并串转换
3分频
4分频
4B码
时钟信号CLK
3B码
为了实现3B4B 编码, 本设计是以伪随机码作为输入的数字信号。因此, 完整的3B4B 编码电路包括分频电路、伪随机码发生器、串并转换电路、编码电路和并串转换电路组成, 如图所示:
3B4B 编码电路的结构
1、分频模块:
ⅰ、三分频:序列发生器的输入时钟脉冲三分频,从而可以实现每输入3BIT的串行信号就同步转换输出出三位的并行信号,实现时钟信号的同步。
LIBRARY IEEE;
USE ;
USE