一种基于FPGA的硬件开环位同步电路设计与实现_第27卷第5期遥测遥控Vol.27,№.52006年9月JournalofTelemetry,Tracking,andCommandSeptember2006一种基于FPGA的硬件开环位同步电路设计与实现秦文兵1,罗来源1,向闻2(1西南电子电信技术研究所成都6101412解放军装备指挥技术学院北京101416)收稿日期:2006202209收修改稿日期:2006203229摘要:针对短时突发数据接收对位同步电路的要求,设计一种基于FPGA的硬件开环位同步电路。从时序关系,状态转化等方面分析其同步过程和原理,推导其相位误差、同步建立时间、同步保持时间等主要性能参数,并在现有通用FPGA芯片上实现完成设计方案。该同步电路完成无线数据接收中位同步从软件模块向硬件模块的转化,提高了位同步对高速数据及短时突发数据接收的适应能力,硬件测试结果验证了其正确性和有效性。关键词:FPGA;位同步;相位误差中图分类号:TN919.3文献标识码:A文章编号:CN11-1780(2006)05-0043-04引言随着数字通信及遥测遥控技术的迅速发展和可编程芯片性能的不断提高,无线接收处理数字化、软件化应用已越来越多,对接收部分的功能(如短时突发信号接收)和速度的要求也越来越高。作为无线接收方的重要组成单元,位同步模块在无线数字传输领域里具有十分重要的作用,它直接影响到数字接收机的稳定性和可靠性。位同步是通过补偿数字基带码元频率及相位误差来达到收、发两端数字码元一致的数字处理技术,从数据信号中提取位同步信息作为无线接收系统中主要位同步方案,当前常用的有全数字化锁相环法和开环补偿同步法。开环补偿同步法具有同步时间短、设计简单、调试方便等优点,能够满足高速数据及短时突发数据传输的位同步要求,是FPGA片上系统位同步设计中一种较好的方法。本文针对无线高速数据及短时突发数据接收对位同步电路的要求,提出并设计了一种基于FPGA的硬件开环位同步电路,给出该电路的FPGA主要实现方案,从信号处理流程、时序关系、计数状态等方面介绍该方案的原理。通过一组伪随机序列对该同步电路进行了原理和功能上的仿真,分析其相位误差、同步建立时间、同步保持时间等主要性能参数。1硬件开环位同步电路的原理及FPGA实现[6][7]图1硬件开环位同步电路的模块框图图1为硬件开环位同步电路的模块框图,它主要由多速率处理及整形、清零脉冲产生和分频器三部分组成。其中多速率处理及整形进行数字信号速率变换、滤波并输出不归零的二进制序列信号;清零脉冲产生部分将根据位比特频率及相位时序提取出含有位同步信号的归零二进制清零脉冲,该清零脉冲频率与位同步脉冲频率成倍数关系;分频器在清零脉冲控制下最终产生位同步信号。第27卷第5期遥测遥控Vol.27,№.52006年9月JournalofTelemetry,Tracking,andCommandSeptember2006一种基于FPGA的硬件开环位同步电路设计与实现秦文兵1,罗来源1,向闻2(1西南电子电信技术研究所成都6101412解放军装备指挥技术学院北京101416)收稿日期:2006202209收修改稿日期:2006203229摘要:针对短时突发数据接收对位同步电路的要求,设计一种基于FPGA的硬件开环位同步电路。从时序关系,状态转化等方面分析其同步过程和原理,推导其相位误差、同步建立时间、同步保持时间等主要性能参数,并在现有通用FPGA芯片上实现完成设计方案。该同步电路完成无线数据接收中位同步从软件模块向硬件模块的转化,提高了位同步对高速数据及短时突发数据接收的适应能力,硬件测试结果验证了其正确性和有效性。关键词:FPGA;位同步;相位误差中图分类号:TN919.3文献标识码:A文章编号:CN11-1780(2006)05-0043-04引言随着数字通信及遥测遥控技术的迅速发展和可编程芯片性能的不断提高,无线接收处理数字化、软件化应用已越来越多,对接收部分的功能(如短时突发信号接收)和速度的要求也越来越高。作为无线接收方的重要组成单元,位同步模块在无线数字传输领域里具有十分重要的作用,它直接影响到数字接收机的稳定性和可靠性。位同步是通过补偿数字基带码元频率及相位误差来达到收、发两端数字码元一致的数字处理技术,从数据信号中提取位同步信息作为无线接收系统中主要位同步方案,当前常用的有全数字化锁相环法和开环补偿同步法。开环补偿同步法具有同步时间短、...