第2章通信系统的VHDL建模
VHDL入门教程
VHDL入门教程VHDL（Very High-speed Integrated Circuit HardwareDescription Language）是一种用于设计数字电路的硬件描述语言。
它是IEEE 1076标准中规定的一种语言，广泛应用于数字电路的设计、仿真和综合等领域。
本文将为大家介绍VHDL的基础知识和入门教程。
一、VHDL的基本概念1. 实体（Entity）：VHDL代码的最高层次，用于定义模块的输入、输出和内部信号。
2. 架构（Architecture）：定义了实体中的各个信号和组合逻辑的行为。
3. 信号（Signal）：表示数据在电路中的传输和操作。
4. 进程（Process）：定义了组合逻辑的行为，用于描述信号之间的关系。
5. 实体声明（Entity Declaration）：用于描述模块的名称、输入、输出和内部信号。
6. 架构声明（Architecture Declaration）：用于描述模块的内部逻辑。
二、VHDL的基本语法1.实体声明语法：```entity entity_name isport ( port_list );end entity_name;```其中，entity_name是实体的名称，port_list是实体的输入、输出和内部信号。
2.架构声明语法：```architecture architecture_name of entity_name issignal signal_list;beginprocess (sensitivity_list)begin--逻辑行为描述end process;end architecture_name;```其中，architecture_name是架构的名称，entity_name是实体的名称，signal_list是架构的内部信号，sensitivity_list是触发事件的信号列表。
三、VHDL的基本例子下面以一个简单的4位加法器为例介绍VHDL的编写和仿真流程。
VHDL语言教程
VHDL语言教程VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统，并进行硬件的设计和仿真。
它被广泛应用于数字电路设计、嵌入式系统开发和可编程逻辑控制器等领域。
本教程将介绍VHDL语言的基本概念和语法，帮助您了解和学习这门强大的硬件描述语言。
一、VHDL概述VHDL是Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language的缩写，意为高速集成电路硬件描述语言。
它是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统。
与传统的电路设计方法相比，使用VHDL可以更加方便、高效地进行电路设计和测试。
1.VHDL的起源和发展VHDL最早由美国国防部为了解决数字电路设计复杂、效率低下的问题而研发。
后来，VHDL成为了一种IEEE标准（IEEE1076）并被广泛应用于数字电路设计和仿真。
2.VHDL的优点VHDL具有以下几个优点：-高级抽象：VHDL提供了一种高级描述电路的方法，使得设计者能够更加方便地表达复杂的电路结构和行为。
-可重用性：VHDL支持模块化设计，使得设计者可以将电路的不同部分进行抽象和封装，提高了电路的可重用性。
-高效仿真：VHDL可以进行高效的电路仿真和测试，有助于验证电路设计的正确性和可靠性。
-灵活性：VHDL可以应用于各种不同类型和规模的电路设计，从小规模的数字逻辑电路到大规模的系统级设计。
二、VHDL语法和基本概念1.VHDL的结构VHDL程序由程序单元（unit）组成，程序单元是VHDL描述的最小单元。
程序单元包括实体（entity）、结构（architecture）、过程（process）和包（package）等。
2. 实体（entity）实体是VHDL描述电路模块的一个部分，包括输入输出端口、信号声明和实体标识符等。
3. 结构（architecture）结构描述了实体的具体电路结构和行为，包括组件声明、信号赋值和行为描述等。
vhdl语言
VHDL语言VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是用于描述数字电路和系统的硬件描述语言，是一种标准化的硬件描述语言，广泛应用于数字电路设计和电子系统设计领域。
VHDL语言是一种强大的工具，可以帮助工程师描述复杂的数字电路，并进行仿真和综合。
它可以描述电路的结构、功能和时序行为，是一种形式化的语言，能够准确地描述电路的行为特性，有助于工程师在设计阶段发现和解决问题。
VHDL语言的基本概念实体（Entity）•实体描述了电路的接口和功能，可以看作是一种抽象的模块。
•实体中定义了输入输出端口，以及对应的信号类型和位宽。
•实体可以包含多个体系结构（Architecture）。
体系结构（Architecture）•体系结构描述了实体的具体实现，定义了实体的行为。
•体系结构中包含了处理逻辑、时序行为以及信号的赋值。
•体系结构可以描述电路的功能和行为。
信号（Signal）•信号是VHDL语言中的基本数据类型，用于在电路中传递信息。
•信号可以是标量（Scalar）或矢量（Vector），可以是时序或组合。
•信号的赋值可以是同步的或异步的。
过程（Process）•过程描述了VHDL中的行为，通常用于描述组合逻辑或时序逻辑。
•过程中可以包含逻辑运算、条件语句、循环语句等。
•过程中的代码在仿真或综合时会被执行。
VHDL语言的应用VHDL语言主要用于数字电路设计、电子系统设计、FPGA设计等领域。
工程师可以使用VHDL语言描述数字电路的结构和行为，进行仿真和综合，快速验证设计的正确性。
VHDL语言的应用领域包括但不限于：•数字电路设计•通信系统设计•控制系统设计•图像处理系统设计•嵌入式系统设计VHDL语言在电子设计领域具有广泛的应用前景，可以帮助工程师快速高效地设计数字电路系统，并满足不同应用场景的需求。
总结VHDL语言是一种强大的硬件描述语言，可以帮助工程师描述数字电路的结构和行为，进行仿真和综合，快速验证设计的正确性。
VHDL入门教程
VHDL入门教程VHDL（Very High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language）是一种硬件描述语言，用于设计数字电路和系统。
它是由美国国防部在20世纪80年代早期开发的，并由IEEE 1076标准化。
VHDL可以用于描述电路结构、电路行为和模拟。
一、VHDL概述VHDL是一种硬件描述语言，它允许工程师以更高级的语言编写硬件描述。
它可以描述电路结构、电路行为和模拟。
VHDL可以应用于各种电子系统的设计，从简单的数字逻辑门到复杂的处理器。
二、VHDL基本结构VHDL的基本结构包括实体声明、体声明和结构化代码。
实体声明描述了电路的接口，包括输入和输出。
主体声明描述了电路的行为。
结构化代码定义了电路的结构。
三、VHDL数据类型VHDL提供了多种数据类型，包括标量类型（比如整数和实数）、数组类型和记录类型。
每种类型都有其特定的操作和范围。
四、VHDL信号VHDL中的信号用于在电路中传递信息。
信号可以在过程中赋值，并且具有各种延迟属性。
信号还可以连接到模块的输入和输出端口，以实现电路之间的通信。
五、VHDL实体和体VHDL设计包含实体和体。
实体描述了电路的接口和连接，而体描述了电路的行为。
实体和体之间使用端口来传递信息。
六、VHDL组件VHDL中的组件用于将电路模块化，以实现更高层次的设计和复用。
组件可以在实体中声明，并在体中实例化。
七、VHDL并发语句VHDL中的并发语句用于描述电路中多个同时运行的过程。
并发语句包括并行语句、过程、并行块和并行时钟。
八、VHDL测试VHDL测试包括自动测试和手动测试。
自动测试使用测试工具和仿真器来验证电路的正确性。
手动测试包括使用仿真器进行手工测试和调试。
九、VHDL实例以下是一个简单的VHDL实例，实现了一个4位二进制加法器：```vhdllibrary IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.all;entity binary_adder isporta : in std_logic_vector(3 downto 0);b : in std_logic_vector(3 downto 0);sum : out std_logic_vector(4 downto 0);carry : out std_logicend binary_adder;architecture behavior of binary_adder isbeginprocess(a, b)variable temp_sum : std_logic_vector(4 downto 0);variable temp_carry : std_logic;begintemp_sum := ("0000" & a) + ("0000" & b);temp_carry := '0' when temp_sum(4) = '0' else '1';sum <= temp_sum;carry <= temp_carry;end process;end behavior;```上述VHDL代码定义了一个名为`binary_adder`的实体，它有两个4位输入`a`和`b`，一个5位输出`sum`和一个单一位输出`carry`。
vhdl编程的基本步骤
vhdl编程的基本步骤VHDL是一种硬件描述语言，可以用于描述数字系统的设计和行为。
用VHDL 编程可以帮助开发人员更好地理解数字电路的工作原理和行为，从而实现更高效和更可靠的设计。
以下是VHDL编程的基本步骤：1. 规划设计在开始VHDL编程之前，应该先确定设计的目标、所需功能和限制。
这需要考虑到系统的需求、硬件资源和性能要求。
在规划设计时，需要对整个系统进行初步的架构设计，确定输入、输出和中间信号的类型和操作。
2. 定义实体VHDL编程的第一步是定义实体（Entity）和端口（Port）。
实体是在VHDL中描述数字电路的主要部分，一般包括输入、输出和中间信号。
通过端口定义，可以定义每个信号的类型、方向和名称等信息。
在定义实体时，还需要添加注释，以帮助其他编程人员理解代码逻辑。
3. 编写结构体在定义完实体之后，可以开始编写结构体（Architecture）。
结构体描述了实体所需的内部信号和变量，以及信号之间的连接方式。
可以使用多种逻辑门和运算符来实现不同的操作。
它们可以在结构体中通过实体中定义的输入和中间信号进行操作，并将结果写入输出端口。
4. 仿真验证一旦编写好VHDL代码，就可以使用数字电路仿真工具来验证代码的正确性。
数字电路仿真工具可以使用给定的信号用数学模型来计算数字电路的输出，并通过应用测试输出和预期输出的比较来验证。
如果代码不正确，可以通过调整代码来修复错误。
5. 合成设计一旦编写好代码并对其进行验证，就可以通过数字电路合成工具将代码转换为芯片可读的硬件描述语言。
合成是将所需的硬件功能映射到芯片的布局中，以实现物理层面的元件和连接。
合成时应选择合适的芯片大小、时钟速度和其他性能参数，以满足硬件资源限制和性能要求。
6. 下载到硬件最后，开发人员将设计的硬件模块下载到实际的硬件平台上，例如FPGA或ASIC。
此时，应该进行严格的测试和验证，以确保设计符合预期的性能和功能。
如果存在问题，则可能需要通过更改VHDL代码或重新合成来修复问题，并重新验证和测试。
二VHDL语言程序的基本结构
例2-1是一个最基本的设计单元，只有实体和构造体就行 了。如前所述，它描述的是一个二选一选择器电路。利用EDA 工具可以对它进行编译、综合生成TTL的器件。
该设计单元仅由实体和构造体这两个描述部分组成。这是 有条件的：
第一，在实体和构造体中所使用的数据类型一定是在STD 库中定义的，如BIT类型。STD库已自动挂接在VHDL语言的 编译器中，因而无需在设计单元描述中进行独立的库声明。
q: OUT BIT)； END mux2； ARCHITECTURE connect OF mux2 IS SIGNAL tmp: BIT； BEGIN；
PROCESS(d0，d1，sel)； VARIABLE tmp1，tmp2，tmp3: BIT；
BEGIN； tmp1=d0 AND sel； tmp2=d1 AND(NOT sel)； tmp3=tmp1 OR tmp2； tmp<=tmp3； q<=tmp AFTER m； END PROCESS；
库(Library)说明、包集合(Package)说明、实体(Entity)描 述、 构造体(Architecture)描述和配置(Configuration)描述。
1．最基本的设计单元构成 一个最基本的设计单元由实体和构造体两部分组成， 如例2-1所示。
【例2-1】
ENTITY mux2 IS PROT(d0，d1，sel: IN BIT；
VHDL语言描述数字系统的基本方法
在电原理图中，如果要描述一个“与门”，那么 在图上画出一个“与门”的逻辑符号就行了，如图1所 示。
a& c
b
图1 “与门”的逻辑符号描述
人们看到了这个逻辑符号(如图1所示)，就会联想到两件事：
《VHDL程序设计基础》课件
语法格式
library library_name; use library_name.packag e_name.item;
库的使用
在程序中引用库中的函 数、过程、数据类型等 。
示例
library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_116 4.ALL;
程序包（Package）
01 程序包描述
并行赋值语句
同时对多个信号进行赋值操作。
生成语句
用于生成多个相似的电路结构， 如多路选择器、译码器等。
04 VHDL设计方法
自顶向下设计方法
总词
从整体到局部的设计方法
详细描述
自顶向下设计方法是一种从整体到局部的设计方法，首先确定系统的整体结构 和功能，然后逐步细化各个模块的设计，最终完成整个系统的设计。这种方法 有助于提高设计的层次性和模块化，便于设计和调试。
状态机设计
总结词
通过实例演示如何使用VHDL设计状态机。
详细描述
介绍状态机的基本概念和设计方法，包括状态图的绘制、状 态转移的实现等。通过具体的VHDL代码实现一个有限状态机 ，并解释代码中的各个部分。
06 VHDL仿真与验证
仿真工具与流程
仿真工具
ModelSim、Vivado Simulation等常用的 VHDL仿真工具，支持多种仿真算法和精度 。
02 语法格式
03 包的内容
04 包的使用
05 示例
程序包是库的子集，用于 组织相关的函数、过程、 数据类型等。
package package_name is
在包中声明函数、过程、 数据类型等。
在其他程序中引用包中的 内容。
package logic_operators is function AND (A, B: in std_logic) return std_logic; function OR (A, B: in std_logic) return std_logic; end logic_operators;
VHDL语言PPT课件
VHDL的设计单元
Entity(实体) 用来说明模型的外部输入输出特征
Architecture(构造体) 用来定义模型的内容和功能
每一个构造体必须有一个实体与它相对应，
所以两者一般成对出现,有时一个实体对应
多个构造
体
．
实体
类似一个“黑盒”，实体描述了“黑盒”的输 入输出口
黑盒
rst d[7:0] clk
q[7:0] co
实体举例
ENTITY black_box IS Generic ( m: TIME := 10ns；);
PORT (关键字
clk类, r属st:参量IN std_logic;
端d:口定义 IN std_logic_vector(width DOWNTO 0);
1996年，IEEE-1076.3成为VHDL综合标准
与其他的硬件描述语V言相H比D，LV特HD点L具有更强的行为描述能
力
VHDL丰富的仿真语句和库函数，使得在设计的早期就能查 验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟
VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大 规模设计的分解和已有设计的再利用功能
第二章 VHDL 语言
２.1 VHDL概述 2.2 VHDL的设计单元 2.3 VHDL的基本语法结构 2.4 VHDL语言程序的高级特性 2.5 实例解析
2.1 VHDL概述
VHDL 概述
VHDL的含义
VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language
Place/Route
Test Vectors
第二章-VHDL语言程序的基本结构PPT课件
-
5
二选一电路的VHDL语言描述
entity mux is
architecture connect of mux is
实 generic(m: time :=1 ns); signal tmp: bit;
体 port(d0,d1,sel: in bit; begin
说 明
q: out bit);
每个构造体必须有一个名称：
命名要符合命名规则
命名可根据设计者 采用何种描述方式 来描述模 块的功能来命名，给阅读程序的人带来方便。 如：
beh (行为描述，基本设计单元的数学模型描述)
rtl (寄存器传输描述，数据流描述)
str (结构描述，逻辑元件的连接)
例： architecture str of mux2_1 is
entity mux is port(d0,d1,sel: in bit; q: out bit);
end entity mux;
architecture dataflow of mux is signal q0,q1:bit; begin
q0 <= d0 and sel; q1 <= not sel and d1; q <= q0 or q1; end architecture dataflow;
一句也可以写若干行； 在一句结束后，可以在“--”符号后接说明文字，
有助于理解程序，不会对编译产生影响； 单词之间必须使用空格； 并列信号间使用逗号； 根据不同的层次关系最好设定不同的缩进。
-
9
2)类属参数说明格式：
generic（[类属常量名：类型 [：=静态表达式]； ……
[类属常量名：类型 [：=静态表达式]）；
第2章 建模与仿真
2.1 引 言
2.1.1 系统的概念
• 所谓“系统”，简单地说就是指按照某些规律结合起 来，互相作用，互相依存的所有物体的集合或总和 • 通信系统可以简单定义为：“为了完成某项通信传送 任务，按照某些规律结合起来，互相作用，互相依存 的所有物体的集合或总和”。 • 任何系统都存在三个方面需要研究的内容，即实体、 属性和活动。 • 实体——指组成系统的具体对象，如编码器，译码器、 调制器、解调器以及各类信息等。 • 属性——指实体的特性、状态或参数。每一个实体都 具有的其属性，如信息为正弦波信号、脉冲信号等。 • 活动 —— 指对象随时间推移而发生的状态变化，或者 说，在系统内部发生的任何变化过程，如将频带外信 号滤除等。
由上述VHDL程序，形成AO（与或）逻辑模块的建模符号 如图2-1所示。由子模块构成模型如图2-2所示。
图2-1 功能模块的建模符号
图2-2 由子模块构成的模块图
2.条件建模
在VHDL设计中，根据流程图模型的条件转移结构形式， 来描述模块，对于熟悉Ｃ语言的设计人员来说，是非常 容易接受的设计方法。采用条件建模的好处是无须关心 模块内部的细节，设计灵活，可避开传统的底层电路图 设计思维，更能体现VHDL设计的特点。下面举例说明条 件建模的方法。
[例2-2]根据功能表２-１设计一个异或检测模块。
表2-1 异或检测功能表
ab
00 01 10 11
f
0 1 1 0
图2-3 异或检测模块的建模符号
建模思想：根据表２-１，并将该功能模块命名为yihuo，当输入a和b 相等时，输出f=0, 当它们不相等时，f=1 。VHDL中的条件语句允 许在某些条件满足时将某个值赋给一个信号。建模符号如图２-３ 所示。用VHDL程序描述如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity yihuo is port(a,b,c,d: in std_logic; f: out std_logic); end yihuo; architecture dataflow of yihuo is port(a,b: in std_logic; f: out std_logic); begin f<= ‘0’when a=b else ‘1’; end dataflow;
vhdl教程
名 • 例子 type week is array (1 to 7) of integer; type deweek is array (1 to 7) of week;
VHDL培训教程
第一讲、VHDL简介及其结构 第二讲、VHDL中的对象、操作符、数据类型 第三讲、VHDL中的控制语句及模块 第四讲、状态机的设计
第一讲、VHDL简介及其结构
• 通过本课的学习您可以了解以下几点 1、VHDL 的基本概念 2、VHDL的基本结构 3、VHDL的设计初步
什么是VHDL
例如：1.0、2.834、3.14、0.0
VHDL 的基本类型
9、natural 自然数 和 positive 正整数 10、senverity level （常和assert语句配合使用）
包含有：note、warning、error、failure
• 以上十种类型是VHDL中的标准类型，在编程 中可以直接使用。使用这十种以外的类型，需 要自行定义或指明所引用的Library(库)和 Package(包)集合
• VHDLVHSIC Hardware Decription Language
其中VHSICVery High Speed Integrated Circuit
电子设计自动化的关键技术之一是要求用形式化 方法来描述硬件系统。VHDL适应了这种要求。
VHDL和Verilog HDL
• Verilog HDL： 另一种硬件描述语言，由Verilog 公司开 发，1995年成为IEEE标准。 优点：简单、易学易用 缺点：功能不如VHDL强大，仿真工具少
procedure（过程）
QAM通信系统的VHDL设计与仿真
QAM通信系统的VHDL设计与仿真作者：王军袁博来源：《中国科技纵横》2010年第19期摘要:本文对16QAM调制系统的VHDL设计与仿真进行了讨论和研究。
首先对16QAM调制原理进行了阐述,建立了16QAM调制系统的数学模型。
然后通过分析提出了基于FPGA的16QAM调制系统的设计方案。
最后编写VHDL语言代码实现了算法仿真。
关键词:16QAMFPGAVHDL语言1引言随着通信技术的发展,数据传输率要求越来越高,频谱资源却是有限的。
为了解决这个矛盾,就必须提高频谱的利用率,使在更窄的频段内能有更高的数据传输率。
QAM(正交幅度调制)是一种频谱利用率较高的带通调制方式,它对载波的振幅和相位同时进行调制。
与其他调制技术相比,QAM的单位码元能携带更多的信息,具有充分利用带宽,抗噪声能力强等优点。
在各种通信系统中有着广泛的应用,是数字微波通信、卫星通信、有线电视网数字视频广播等的主要调制方式,在短波电台、传呼机、对讲机中也有一定的应用。
QAM调制方式有效缓解了传输网络的带宽矛盾。
一般数字调制方式下,通常一个码元携带lbit的信息,而QAM调制的调制信号幅度和相位都携带信息,对应MQAM中随M值的增大,所携带的信息量也随着增加,例如16QAM中一个码元携带4bit的信息,64QAM中一个码元携带6bit 的信息,MQAM中一个码元携带Nbit( )的信息,大大提高了信道的频谱利用率。
因此,QAM调制方式广泛地应用于传输领域。
现代电子技术设计很多情况下采用大规模集成电路。
硬件描述语言VHDL是进行大规模系统设计的有效工具之一。
用VHDL语言编程仿真数字调制,同时在FPGA芯片上实现,具有可编程性、实现方案容易修改、便于调试、集成度高可靠性好和易于开发等许多有点。
本文主要介绍了用VHDL语言实现全数字正交幅度调制16QAM调制器的思想和方法,作为全数字调制系统的实现,具有其可行性和先进性。
并且,根据数字实现的特点,修改了一般的QAM实现方法,使其实现较为简单。
第二部分 VHDL的模型
entity)
实体的组成：实体名､类属表､端口表､实体说明部 分､实体语句等部分。
根据IEEE标准，实体的一般格式为：
ENTITY 实体名 IS [GENERIC （类属表）；] PORT （端口表）； END 实体名；
2013-7-14
卢庆莉 编写
一、类属（GENERIC）
属类说明是实体中的可选项，放在端口之前， 其一般书写格式为：-----说明类属在可编程器件 的开发工具中一般都不支持，只有在EDA的工具 中才支持。 GENERIC [CONSTANT] 名字表 ： [IN] 子类型标识 [ ：= 静态表达式 ，…..]
bit_vector (1 to n);
bit);
End
and_gate;
2013-7-14
卢庆莉 编写
2.1.2 结构体（ARCHITECTURE）
用VHDL语言描述结构体功能有三种方法： （1）行为描述法：以算法的形式来描述数据 变换。 （2）数据流描述法：是按照数据流动的方向 来进行描述的。 （3）结构描述法：是按照逻辑元件的连接进 行描述的。
一个通信模式；
一个数据类型。 端口说明一般格式：
PORT （端口名，端口名 ：模式数据类型名； … 端口名，端口名 ： 模式数据类型名）；
2013-7-14 卢庆莉 编写
1、端口名
端口名是赋于每个外部引脚的名字，名字的 含义要与惯例接轨，例如：D开头的端口名表示数 据；A开头的端口名表示地址等。端口名通常用几 个英文字母或一个英文字母加数字表示。合法的 端口名： CLK，RESET，A0，D3
2013-7-14
卢庆莉 编写
②从计算机领域而言，行为描述和高级编程 语句相类似，所以计算机业内人士通常称之 为高级描述。
M基带系统的建模与VHDL设计 课程设计
课程设计说明书 10-11 学年第 2 学期学院：信息工程专业：通信工程姓名：学号：课程设计题目：PPM基带系统的建模与VHDL设计课程设计地点:信息工程学院指导教师:系主任：2011年7月11日一．摘要光通信系统大多采用设计为强度调制/直接检测（IM/DD）的系统，调制方式也有多种，脉冲位置调制（PPM）是一种正交调制方式，相比于传统的开关键控（OOK）调制，它具有更高的光功率利用率和频带利用率，并能进一步提高传输信道的抗干扰能力。
此外，PPM降低了光辐射平均功率的要求，小辐射功率对延长发射光源工作寿命特别重要，能有效提高整机系统的使用寿命。
本文从工程应用出发，根据PPM的基本原理和数学模型，从脉冲位置调制的基本原理出发，基于FPGA对PPM调制解调系统进行设计，并用VHDL语言完成了时序仿真。
整个设计过程的主要内容是使用VHDL语言编程在FPGA上实现一个PPM基带系统，该系统能实现PPM信号产生、PPM信号解调等功能。
主要使用Quartus II工具软件编写VHDL程序实现该PPM 基带系统，并下载程序，在可编程逻辑器件实验板上进行测试。
关键词: 脉冲位置调制（PPM） FPGA VHDL 模型仿真二．正文：PPM（脉位调制）基带系统的建模与设计PPM的原理是将一段时间分成M等分，每等份称为一个时隙，在一帧的时间内的某个时隙发出一个脉冲。
这一帧时间就是一个PPM信号，它包括M个时隙和一个保护时间。
设一帧传输时间为T，那么信息传递速率 bit/sPPM调制与解调系统的主要功能如下：对输入的数字信号进行调制得到窄脉冲PPM信号以便在信道上传输；接收端对接收到的PPM信号进行解调还原出数字信号。
PPM调制实际上就是一个计数输出脉冲的过程。
时隙分频器的分频比由脉宽控制信号控制，帧分频器对时隙信号计数，当计数值与调制数据相比较，当二者相等时就输出脉冲，当计数值与调制的进制数相等时就输出帧信号。
输出的PPM 脉冲信号和帧信号经过输出模块输出给解调器。
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. 建立系统模型的方法
在对一个实际系统进行仿真研究时，首先要建立一个系 统模型，以便对系统的研究有所指导。但建立系统模 型并不需要考虑系统的全部细节，所以一个模型不仅 代替系统，而且应该是这个系统的简化，即抓住主要 矛盾。
例如对一个由电阻、电感和电容组成的串并联电路网络， 在对该电路网络进行低频仿真时，我们可以把组成网 络的基本元件看成理想元件而不考虑元件的热效应、 漏电、元件老化等这些因素的影响，而得到较简单的 模型。
模型的表示形式可以是数学公式、缩小的物理装
• 模型构造是具体建模技术的运用过程，而所建 立的模型应具有可信性，因此模型的可信性检 验在建模技术是不可少的。所谓可信性检验就 是指对模型描述的真理程度的研究，即检验所 建的模型是否反映了原型的主要特性。
• 建模简单地说就是建立一个模拟实际系统或实 体的模型，是对取自于建模者周围环境的信息 进行浓缩。由于建模者可能对信息来源有不同 看法，导致了不同的建模原理和模型构造。
• （）建立方块图
• 可以用一系列的方块图来描述系统，建立方块图的 目的在于简化对系统内部的互相作用的说明，每一个 方块图用来描述系统的一个部分，然后将方块图联系 起来把系统作为一个整体来加以说明。这样用图解法 简化了的系统模型称为源系统，而相应于源系统的子 程序的集合称为目标系统，描述个各方块数学关系所 需的子程序称为目标系统元件。
• （）相关性
• 模型中只应包括与研究目的有关的信息，因为无关 信息的引入虽不会有害处，但它会增加模型的复杂性， 而使得求解模型时增加额外的工作，甚至带来困难， 所以应该把无关的信息除外。
任何系统都存在三个方面需要研究的内容，即实 体、属性和活动。
实体——指组成系统的具体对象，如编码器，译 码器、调制器、解调器以及各类信息等。
属性——指实体的特性、状态或参数。每一个实 体都具有的其属性，态可分为稳态和暂态。所谓稳态是指系 统的状态是稳定的，基本不变的；而暂态是指系统的 状态是不稳定的，变化的。我们用系统状态来描述在 任意给定时间，对系统所有实体、属性和活动的情况。
即使是同一个实际系统，由于仿真的目的不同，其系统 模型也将不一样。
• 由一个系统求得模型的任务，一般可以分为两项。第 一是建立模型结构，第二是提供数据。
• 建立模型结构要确定系统的边界，鉴别系统的实体、 属性和活动。
• 提供数据的任务，则要求所提供的数据能够包含在活 动中的各个属性之间有确定的关系式。
• ()对于那些系统内部结构和特性不清楚或不太清楚的 所谓“黑盒”或“灰盒”，若允许直接进行实验性观 测，则可建立一个假想模型，且通过实验来验证。
• ()对于那些系统内部结构和特性不清楚，且又不允许 直接进行实验观测的所谓“黑盒”，则通过数据收集 和统计归纳的方法来建模。
• 建立系统模型的基本原则:
模型与建模
模型与建模的概念
模型是现实世界中的某些事物的一种抽象表示。
抽象的含义是抽取事物的本质特性，忽略事物的 其他次要因素。因此模型既要反映事物的原 型，又要不等于该原型。模型是理解、分析、 开发或改造事物原型的一种常用手段。
模型的表示形式可以是数学公式、缩小的物理装 置、图表文字说明，也可以是专用的形式化 语言。系统模型是系统本质方面的表达，它 以数学或物理的形式表示系统的信息，因此 系统模型应具有与实际系统相似的数学描述 或物理特性。
• 熟悉的概念、的特点、仿真、综合和自顶向下的设计 方法；熟悉开发设计平台的应用；
• 建议教学时数为～４学时。
引言
系统的概念
所谓“系统”，简单地说就是指按照某些规律结 合起来，互相作用，互相依存的所有物体的集 合或总和
通信系统可以简单定义为：“为了完成某项通信 传送任务，按照某些规律结合起来，互相作用， 互相依存的所有物体的集合或总和”。
第章 通信系统的建模
• • 本章介绍了系统的概念、模型与建模的概念和通信系
统的建模的一般性考虑以及通信系统的建模对系统性 能的影响与评估。 • • 知识要点 • • 系统的概念；系统的实体、属性和活动的概念； • • 模型与建模的概念；建模的一般方法； • • 通信系统的建模；
• 教学建议
• 将传统的数字通信系统设计方法，转变为基于的建模 与设计，在许多设计场合，需要重新对系统建立设计 模型。是否能可靠而有效的完成系统的设计，其关键 在于对设计任务进行建模或模型改造。作为语言，其 本身也是一种建模语言，在对系统行为或流程进行描 述，也是一个建模过程。但本书强调建模主要目的是 在现有的传统通信系统模型的基础上，构件满足设计 条件的模型。有些建模与设计思路与传统硬件实现思 路有较大差别。第４章介绍的系统建模与设计将充分 体现建模的创造性和灵活性。
• 在一定环境下的系统的活动分为两种：一种是内生活 动，其物理意义是系统的活动造成的影响完全限于系 统的内部；另一种是外生活动，是指存在于一定环境 中的系统的活动所造成的影响涉及到系统的外部。正 因为其活动的性质不同，所以我们也将系统分为两种 系统，即封闭系统和开放系统。具有内生活动的系统 称为封闭系统，具有外生活动的系统称为开放系统。 系统与环境之间的分界则称为边界。
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• 对于系统中的活动，有些活动的结果由系统的 输入完全确定，也就是说系统执行该项活动， 其输出完全可以用输入来加以描述。我们把具 有这种性质的活动称为确定型活动；有些活动 受随机因素的影响，系统的输出不确定而可能 得到各种各样的结果，换句话说，系统的输出 结果具有不可预知性，则把这样的活动称为随 机型活动。随机型活动通常用概率分布来加以 描述。理所当然，具有确定型活动的系统就是 确定型系统，而具有随机型活动的系统则为随 机系统。
• 具体来说，在对某一通信系统仿真时，一方面要建立 模型结构，另一方面则要对输入信号的大小和性质 （如正弦或伪码信号），各部件输入和输出的数学关 系（即数学模型），滤波器的系数，输出测试的方法 及指标等，加以收集。
• 建立系统模型的方法一般通过以下三种途径来实现：
• ()对于那些系统内部结构和特性较清楚的所谓“白 盒”，可利用已知的一些基本定律，通过分析盒演绎 得到系统模型。