应用CPLD的数字光端机的设计与实现DesigningandRealizingoftheDigitalOpticalTerminalbyUsingCPLD姜鹏何毅（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在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，实现了分时复用光纤通道。通过实验和时序仿真，验证了该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:Toovercomethedisadvantagesofanalogopticaltermina,le.g.zpoorqualityoftransmission,signaldistortioncausedbyenvironmentalinterference,unstablesystemperformance,andcomplicatecircuitrydesign,thequadrupletdigitalopticalterminalhasbeendesignedbyusingcomplexprogrammablelogicdevice(CPLD).Consideringthesamplingfrequencyshallmeetaboverequirements,andquadrupletsamplingdatashallbetransmittedthroughthesameopticalfiberpath^thusitisproposedthatmakingtheparalleltoserialconversionfrequency4tmiesofthesamplingfrequencytomiplementtmiesharingandreusingopticalfiberchanne.lThroughexpermientsandtmiingsmiulation,thecorrectnessandfeasibilityofthesystemareverified.Thesystemalsofeaturessmiplestructure,performance,definitelyitwHIbethedevelopingtrendofdigitalopticalterminals.Keywords:Complexprogrammablelogicdevice(CPLD)A/DconversionAcquisitionmoduleRS-485signalRemotecontrollowcos,tandstableinO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［1］。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［2］据，解分吋复用，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［3］。系统总体设计框图如图1所示。。同时，开发工具ISE也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图1总体设计框图Fig.lBlockdiagramofoveralldesign修改稿收到日期:2010-07-07。第一作者姜鹏，男,1980年生，现为南京工业大学模式识别与智能系统专业在读硕士研宄生;主要从事图像处理、嵌入式系统方面的研宄。2硬件构成系统包括视频信号采集模块、申口模块、CPLD数CESSINION132oJanuary据处理模块、并/串行数据相互转换模块和光纤模块。对视频信号进行钳位，必须准确地从视频信号屮提取各种同步信号。NS公司生产的LM1881N能从0.5〜2V的标准负极性PAL制视频信号中分离出同步信号。视频信号经过LM1881N提取出复合同步信号，同时传给反向器,作为启用AD9280内置钳位功能的使能信号，以实现钳位视频信号。钳位电路如图2所示。2.1视频信号采集模块视频采集模块选用的是AnalogDevices公司的AD9280(8位,32MS/s),其内置有一个保持放大器和基准电压源,具有信号钳位功能。由于模拟视频信号除了包含图像信号之外，还包含行同步信号、场同步信号、复合消隐信号、槽脉冲和均衡脉冲。因此,为了能图2钳位电路Fig.2Clampingcircuit对于图像采样频率的选择，以PAL制复合视频信号为例，其通频带为6MHz,则根据香农定理，信号的采样频率至少要为12MHz。而本文设计的采样频率为13.5MHz,满足系统要求。2.4RS-485反向通道模块RS-485反向通道模块采用的是TEXAS的SN65LBC176。该芯片...