HDB3编码器ASIC的设计
HDB3编码器设计码器设计
通信原理课程设计报告HDB3编码器设计班级:通信指导教师：学号:姓名:设计日期：2007年11月19日至2007年11月23日第1章HDB3编码器的仿真概述1.1 引言数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分。
在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。
采用AMI码的信号交替反转，有可能出现四连零现象，这不利于接收端的定时信号提取。
而HDB3码因其无直流成份、低频成份少和连0个数最多不超过三个等特点，而对定时信号的恢复十分有利，并已成为CCITT 协会推荐使用的基带传输码型之一。
为此，本文利用VHDL 语言对数据传输系统中的HDB3编码器进行了设计。
1.2 HDB3码的编码规则HDB3码是AMI码的改进型，称为三阶高密度双极性码，它克服了AMI码的长连0串现象。
HDB3码的编码规则为先检查消息代码(二进制)的连0串，若没有4个或4个以上连0串，则按照A MI码的编码规则对消息代码进行编码；若出现4个或4个以上连0串，则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一非0符号(+1或-1)同极性的V符号，同时保证相邻V符号的极性交替(即+1记为+V，-1记为-V)；接着检查相邻V符号间非0符号的个数是否为偶数，若为偶，则将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号，且B的极性与前一非0符号的极性相反，并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化。
2.1 HDB3编码器的仿真2.1.1 编码原理以四连“0”的可能性通过如表1所列的多“0”消息代码进行分析，并利用EDA工具对VHDL 源程序进行编译、适配、优化、逻辑综合与仿真。
仿真结果显示其完全可以达到编码要求。
而将HDB3编码硬件描述下载到CPLD或FPGA目标芯片中，然后连接好CC4052进行实际应用测试。
（以上为三级标题，黑体，四号，左对齐。
）2.1.2数字基带信号的码形数字基带信号的码型设计原则所谓数字基带信号，就是消息代码的电脉冲表示――电波形。
基于CPLD的HDB3编码器的建模与设计
基于CPLD的HDB3编码器的建模与设计摘要：hdb3码是数字基带通信系统中重要组成部分之一，因其具有无直流成份、检错能力强、具有时钟恢复性能等优点，故成为了itu推荐使用的基带传输码型之一。
在概述hdb3码及其编码规则的基础上，基于cpld研究了hdb3编码器的建模与设计，以期为hdb3编码器的研究提供有益的参考。
关键词：数字基带通信；hdb3；cpld；vhdl随着现代计算机技术和微电子技术的快速发展，电子产品的开发速度随之越来越快，利用高层次的vhdl/verilog hdl等硬件描述语言对新型器件cpld/fpga进行专门的集成电路设计，也越来越流行。
随着vhdl等设计语言的流行，现代通信技术也进入了一个快速的发展阶段。
数字通信是重要的现代通信技术，其具有许多优良特性。
数字信息在传输方面，原理上其可直接表示为数字代码序列，但实际上一般要进行编码后以离散波形表示。
这种离散波形一般可视系统要求和信道情况，表示为数字带通信号或数字基带信号。
一、hdb3码及其编码规则在编码过程中，不同码型一般来说都具有不同的特点，故也有不同的应用场合。
ami码是一种无直流成分的传号交替反转的码型，其只有很小的低频成分，故一般比较利于在基带信道中传输信号。
然而，ami码在某些情况下则可能会出现四连零的现象，故对于接收端的定时提取信号时，这种现象是十分不利的。
为了保持ami码的优点而克服其缺点提出了hdb3码（high density bipolar codeof three codes，三阶高密度双极性码）。
[3]hdb3码是一种在数字基带通信系统中应用广泛的编码方式，属于ami码的改进型，适用于串行数据传输。
在hdb3中，”3阶”的含义是，限制连0数不超过3位。
为减少连0数，有的做法采取”扰码”，按一定规则将多个连0分散，尽量使码序列随机化。
有效的办法是采用hdb_（n=1， 2， 3），一般多使用n=3，从而克服了ami 码长连0串现象，故hdb3码一般来说具有抗干扰性能强、无直流成分、具有时钟恢复、方便提取位定时信息等优点，与常用的非归零码（nrz码）相比，其更适用于长距离的信道传输。
HDB3编码器的设计
通信原理课程设计报告HDB3编码器的设计班级:通信05-2班指导教师：***学号:15号**:***设计日期：2007年11月26日至2007年11月30日第一章 HDB3码概述及产生背景现代通信借助于电和光来传输信息，数字终端产生的数字信息是以“1”和“0”两种状态位代表的随机序列，他可以用不同形式的电信号表示，以构造不同形式的数字信号。
在一般的数字通信系统中首先将消息变为数字基带信号，称为信源编码，经过调制后进行传输，在接收端先进行解调恢复为基带信号，再进行解码转换为消息。
HDB3码是AMI码的改进型,HDB3码又叫三阶高密度双极性码，是基带电信设备之间进行基带传输的主要码型之一。
该码具有以下特点：(1) 无直流分量，功率谱密度与AMI码类似。
(2) 解决了AMI码长连‘0’且提取信号的困难的问题。
(3) 具有内在检错能力。
由此可见，HDB3码是一种优良码，目前是广泛应用于基带传输的接口码。
在一般的数字通信系统中首先将消息变为数字基带信号，其次，传输码型中应含有定时时钟信息，以利于收端定时时钟的提取，再次，实际传输系统常希望在不中断通信的前提下，能监视误码，如果传输码型有一定的规律性，那么就可以根据这一规律性来检测传输质量，以便做到自动监测，因此，传输码型应具有一定的误码检测能力。
HDB3码就是具有误码检测能力的一种码。
第2章设计原理及步骤2.1 HDB3编码器的设计原理2.1.1 引言数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分。
在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。
采用AMI码的信号交替反转，有可能出现四连零现象，这不利于接收端的定时信号提取。
而HDB3码因其无直流成份、低频成份少和连0个数最多不超过三个等特点，而对定时信号的恢复十分有利。
针对数字基带传输系统中HDB3信号的特点，采用基于CPLD／FPGA 的VHDL语言，在Max＋plusⅡ的环境中，实现HDB3数字基带信号的调制、解调器．仿真结果表明，实现的HDB3基带信号调解器，系统简单、可靠，通过此系统能够方便地将原始信息流转换成HDB3基带信号。
HDB3码编码器设计
数字通信原理课程设计报告书课题名称姓 名学 号院、系、部 专 业 指导教师2010年 1 月15日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2007级学生数字通信原理课程设计HDB3码编码器设计刘梅（湖南城市学院物理与电信工程系通信工程专业,益阳,413000）1 设计目的了解HDB3码的编码规则，知道AMI码的构成规则。
掌握HDB3码编码器的原理以及相关软硬件的知识。
熟练运用EDA工具软件，并运用其来完成相关设计。
2 设计原理编码的实现是根据HDB3码编码原理把二进制码编码成两路单极性的码字输出，之后经过单双变换模块形成HDB3码。
在编码过程中，要经过连0检测、破坏节判断、破坏节间“1”的个数判断、调整“1”的符号输出等步骤，编码部分可分为4个模块。
3 设计过程3.1 HDB3编码原理要了解HDB3码的编码规则，首先要知道AMI码的构成规则，AMI码就是把单极性脉冲序列中相邻的“1”码(即正脉冲)变为极性交替的正、负脉冲。
将“0”码保持不变，把“1”码变为+1、-1交替的脉冲。
如表3.1.1：HDB3码是一种AMI码的改进型，它的编码原理可简述为，在消息的二进制代码。
(1)当连“0”码的个数不大于3时，HDB3编码规律与AM码变为“+1”、“-1”交替脉冲。
(2)当代码序列中出现4个连“0”码或超过4个连“0”码时，把连“0”段按4个“0”分节，即“0000”，并使第4个“0”码变为“1”码，用V脉冲表示。
这样可以消除长连“0”现象。
为了便于识别V脉冲，使V脉冲极性与前一个“1”脉冲极性相同。
这样就破坏了AMI码极性交替的规律，所以V脉冲为破坏脉冲，把V脉冲和前3个连“0”称为破坏节“000V”。
(3)为了使脉冲序列仍不含直流分量，则必须使相邻的破坏点V脉冲极性交替。
(4)为了保证前面两条件成立，必须使相邻的破坏点之间有奇数个“1”码。
如果原序列中破坏点之间的“1”码为偶数，则必须补为奇数，即将破坏节中的第一个“0”码变为“1”，用B脉冲表示。
数字基带信号HDB3码的编码器设计与建模
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:数字基带信号HDB3码的编码器设计与建模初始条件：（1）MAX PLUSII 10.02 以上版本软件；（2）课程设计辅导书：《通信原理课程设计指导》（3）先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、电子设计EDA、通信原理。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）课程设计时间：1周；（2）课程设计题目：根据指导老师给定的六套题目选择其中二套完成；（3）本课程设计统一技术要求：按照要求对选定的设计题目进行逻辑分析，掌握HDB3码的编码原理，了解各模块电路的逻辑功能，设计通信系统框图，画出实现电路原理图，编写VHDL 语言程序，上机调试、仿真，记录实验结果波形，对实验结果进行分析；（4）课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，并标明参考文献至少5篇；（5）写出本次课程设计的心得体会（至少500字）。
时间安排：第19周参考文献：江国强.EDA技术与应用. 北京：电子工业出版社，2010John G. Proakis.Digital Communications. 北京：电子工业出版社，2011指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要本课程设计概括了HDB3数字编码器的研究背景、意义,同时对EDA技术和编码技术作了简要的说明。
设计方面包括规划基于VHDL的HDB3编码器设计的总体方案；基于VHDL的HDB3编码器的软件实现。
其中HDB3码的编码程序设计是在QuartusⅡ软件环境下进行的，首先在QuartusⅡ软件环境下建立一个工程，工程名和程序的实体名一致，并将其作为该工程的设计文件。
然后在VHDL文本编辑窗中输入设计的VHDL源程序，进行编译。
程序编译成功后要进行时序仿真，这一部分同样是在QuartusⅡ软件环境下完成的。
关键词：HDB3；建模；VHDL；编码；QUARTUSⅡ目录1 Quartus Ⅱ简介 (1)2 VHDL语言的介绍 (3)3 HDB3码编码器的建模与实现 (4)3.1 HDB3码的编码规则 (4)3.2 基于VHDL的编码器的建模及实现 (5)3.2.1 编码器的VHDL建模 (5)3.2.2 基于VHDL编码器的实现 (6)3.3编码中单/双极性转换的实现 (8)3.3.1单/双极性转换的流程图 (8)4 HDB3码编码器完整源程序 (10)5 HDB3码编码器的波形仿真及分析 (14)6 总结与心得 (16)7 参考文献 (17)1 Quartus Ⅱ简介Quartus II 是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件，支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多种设计输入形式，内嵌自有的综合器以及仿真器，可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。
基于FPGA的HDB3编解码器的设计与实现
示 信息 ‘’ ０， 用符号 Ｂ 和符 号Ｂ 交 替表示 信息 ‘’ ． 一 １； 否 则， 将第 ４个 ‘’ 为与 前一非 零符 号 同极性 的 ０改
破 坏符 ‘ ． 如 “０ ｆ 为一节 ， 第 ４ ‘ ’ 变 Ｖ’ 例 Ｏ０ ’ 使 个 ０码
统 传 输 中．
关 键 词 ： ＤＢ 编 解 码 ； 场 可 编 程 门阵 列 ； ＨＤ 语 言 Ｈ ３ 现 Ｖ Ｌ 中图 分 类 号 ： Ｎ ３ ． Ｔ ４ １２ 文献 标 志 码 ： Ａ Ｄ ：０ ９ ９ｉｓ ． ７—６ １ ０００ ． ２ ＯＩ１． ６／．ｓ １ ３８ ９． １． ０ ３ ｉｎ ６ ２ ４ １
１ Ｈ Ｂ ． Ｄ ３码编码 电路 ２
插入 ‘ ’ 冲． Ｂ脉 ２个 ‘ 脉 冲问 的 ‘ ’ 冲个 数 的奇 Ｖ’ １脉 偶 性 由Ｔ 发 器完 成 ， ２ ‘ 脉 冲问有 偶数 个 触 当 个 Ｖ’ ‘ ’ ， ‘ ０ Ｖ’ １时 选 ＇ ０ ＇ Ｂ 作为破 坏节 ； ２ ‘ 脉 冲间有 当 个 Ｖ’
ｈ
＿ ＿
”
性 信号变 换 ， 经整形 分 离成 两路 单极 性 ｈ ｂ ｐ和 ｄ３
＿ ＿
ｓｆ ＰＰ ＯＣ Ｓ （ｌ，ｒ ｄ ３ 一 ｈ ｔ ：Ｒ Ｅ Ｓｃ ｃ ， ｂ） 移存 ＨＤ ３ 入信号 的进 程 ｉ ｋ ｌｈ Ｂ输
ＢＥＧｒ Ｎ
Ｉ ｃｒ ｌ ’ Ｆ ｌ＝’ Ｉ ＨＥＮ
ｈ ｂ ｖ４ ＷＮＴ ）＝ ０ ０ ０ ； ｄ ３ （ ｄ ３ （ ＤＯ Ｏ ０ ”００ ” ｈ ｂ ｖ ＜ ｍ ４
程 序 的结 构体 如 下 ： Ａ Ｃ ＩＥ Ｔ Ｒ ｄ３ａＯ ｂ Ｉ Ｒ ＨＴ Ｃ Ｕ Ｅ ｈｂ一ｒ Ｆ ｄ３ Ｓ ｈ Ｓ Ｎ Ｌ ｙｉ Ｔ ＿ Ｏ Ｉ＿ Ｅ Ｔ Ｒ３ ｄｗ ｔ０； Ｉ Ａ ｎ＿： Ｄ Ｌ ＧＣ Ｖ Ｃ Ｏ （１ ｏ ｎ ） Ｇ Ｓ ｏ ｓＧ Ａ ｈｂ ， ｄ ， ｂｐ Ｔ Ｏ Ｉ＿ Ｅ Ｔ Ｒ Ｎ Ｌ ｄ。 “ ｂ ｈ ： Ｄ Ｌ ＧＣ Ｖ Ｃ Ｏ ｈ ｄ Ｓ
HDB3码编码器设计
HDB3码编码器设计HDB3编码器是一种常用的数字编码方案，用于传输数字信号时提高码元传输效率和信号传输质量。
HDB3编码器使用了高度密集的编码方式，将4位二进制数据编码成5位二进制码元。
HDB3编码规则如下：1.将输入的二进制数据按照顺序分组，每组四位。
2.检测每组中连续出现的0的数量。
如果连续零的数量达到四个，则执行步骤3，否则执行步骤43.在连续的四个零前插入特殊位。
特殊位是0011或1100，根据上一个特殊位的类型来决定。
-如果前一个特殊位是0011，则在四个零前插入1100特殊位。
-如果前一个特殊位是1100，则在四个零前插入0011特殊位。
4.如果没有连续零序列，根据下列规则编码：-如果当前输入位为1，则输出+1码元（0100）。
-如果当前输入位为0，则输出-1码元（0000）。
-如果输入位的累计数量达到四个，则对其奇偶性进行判断。
-如果四个输入位的奇偶性相同，则输出反转码元（000V）；其中V是有电平变化的码元（0或1），用来解决直流偏置的问题。
-如果四个输入位的奇偶性不同，则使用和上一个输出码元相同的码元。
基于以上规则，我们可以设计一个HDB3编码器的逻辑电路。
以下是一个可能的设计：1.首先，我们需要一个计数器来记录连续零的数量。
计数器的初始值为零。
2.创建一个4位寄存器，用于存储最近四个输入位的数据。
3.创建一个类型寄存器，用于存储上一个特殊位的类型。
初始值可以设定为0，表示上一个特殊位为1100。
4.创建一个输出寄存器，用于存储当前输出码元。
5.实现一个逻辑电路来根据输入的二进制数据判断要执行的操作。
-如果连续零的数量达到四个，判断上一个特殊位的类型。
-如果上一个特殊位是0011，则将1100特殊位插入到输入码元中，并将类型寄存器更新为1-如果上一个特殊位是1100，则将0011特殊位插入到输入码元中，并将类型寄存器更新为0。
-将连续零的数量重置为0。
-如果连续零的数量没有达到四个，根据输入位的奇偶性执行操作。
HDB3编解码电路设计
一、设计总体思路1.引言随着远距离通讯技术的发展，现代通信通常借助于电和光来传输信息，数字终端产生的数字信息是以“1”和“O”二种状态代表的随机序列，它可以用不同形式的电信号表示，从而构造不同形式的数字信号。
在一般的数字通信系统过程中，首先将所需传输的消息信号转化为相对应的数字基带信号，即信源的编码，经过调制信号与信道相匹配后再进行传输，在接收端先进行解调恢复为基带信号，再进行解码转换为原始消息。
但在实际的基带传输系统中，信道的低频传输特性差容易受噪声的干扰，可能造成信号严重畸变，甚至可能被噪声完全淹没而分不出信号，因此有必要对传输的信号进行编码，而经过信道编码后的传输码却具有较强的波形抗干扰性。
我们比较常用的编码规则有AMI和 HDB3编码。
AMI 码,又名符号交替反转码,其编码规则是:若用“0”和“1”代表传号和空号“, 0”码不变“, 1”码则交替地转换为+1 和-1。
通常脉冲宽度为码元宽度的一半, 这种码型交替出现正、负极脉冲,所以无直流分量,低频分量也很少。
这种码的反变换也很容易,在再生信码时,只要将信号整流,即可将“-1”翻转为“+1”,恢复成单极性码。
AMI 码的缺点是,当原信码出现长连“0”串时,信号的电平长时间不跳变,造成提取定时信号的困难,解决连“0”码问题的有效方法之一是采用HDB3 码。
2．HDB3编译码HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。
其编码规则如下：（1）当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；（2）当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为非“0”脉冲，记为+V 或-V，称之为破坏脉冲。
相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；（3）为了便于识别， V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；（4）破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。
基于VHDL语言的HDB3码编解码器方案设计书
引言 (3)1 绪论 (2)1.1可编程逻辑器件概述 (2)1.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 (2)1.1.2 可编程逻辑器件的特点 (3)1.1.3 可编程逻辑器件的一般设计流程 (4)1.1.4 现代数字系统的设计方法 (6)1.2 VHDL语言概述 (7)1.2.1 VHDL语言介绍 (7)1.2.2语言特性、功能与特点 (7)1.2.3 TOP-DOWN的设计思想简介 (8)1.3 Quartus® II的介绍 (9)1.3.1 Quartus® II的产生与发展 (9)1.3.2 Quartus® II功能概论 (10)1.3.3 Quartus® II的应用 (10)2 HDB3码介绍 (20)2.1 数字基带信号 (20)2.2 NRZ，AMI，HDB3码之间的对应关系 (21)2.3 HDB3码的编/译码规则 (22)3 用VHDL语言设计HDB3编码器 (23)3.1 HDB3编码器实现的基本原理 (23)3.2 HDB3编码器的设计过程 (24)3.3 HDB3编码器仿真波形 (28)4 用VHDL语言设计HDB3译码器 (29)4.1 HDB3解码器实现的基本原理 (29)4.2 HDB3解码器的设计过程 (30)4.3 HDB3解码器仿真波形 (32)5总结 (32)5.1 系统设计思路小结 (32)5.2 毕设存在的问题及不足 (33)5.3 毕设后的感想 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录：基于VHDL语言的HDB3码编/解码器设计程序 (36)摘要现代通信在技术一般的数字通信系统中首先将消息变为数字基带信号，称为信源编码，经过调制后进行传输，在接收端先进行解调恢复为基带信号，再进行解码转换为消息。
在实际的基带传输系统中，并不是所有电波均能在信道中传输，因此有基带信号的选择问题，因此对码型的设计和选择需要符合一定的原则。
hdb3编译码实验报告
hdb3编译码实验报告HDB3编码实验报告摘要：本实验旨在通过使用HDB3编码技术来传输数字信号，并对其进行解码，以验证HDB3编码的可靠性和有效性。
实验结果表明，HDB3编码能够有效地传输数字信号，并且在存在噪声和干扰的情况下具有较强的抗干扰能力。
引言：HDB3（High Density Bipolar of order 3）编码是一种常用的数字信号编码方式，它可以有效地将数字信号转换为传输线路上的模拟信号，并且具有较强的抗干扰能力。
本实验将通过对HDB3编码的实验来验证其可靠性和有效性。
实验设计与方法：本实验首先使用数字信号发生器产生一个包含多个1和0的数字信号序列，然后将该数字信号序列通过HDB3编码器进行编码，得到对应的模拟信号。
接着，将这个模拟信号通过传输线路传输，并在接收端使用HDB3解码器对其进行解码，最终得到解码后的数字信号序列。
实验过程中，我们将分别在传输线路中引入不同程度的噪声和干扰，以观察HDB3编码在不同环境下的传输效果。
实验结果与分析：经过一系列实验操作后，我们得到了HDB3编码在不同环境下的传输效果。
实验结果表明，HDB3编码在无噪声和干扰的情况下能够准确地传输数字信号，并且在存在噪声和干扰的情况下，仍然能够有效地保持信号的完整性和准确性。
这表明HDB3编码具有较强的抗干扰能力，能够在复杂的传输环境下保证信号的可靠传输。
结论：通过本实验，我们验证了HDB3编码在数字信号传输中的可靠性和有效性。
HDB3编码不仅能够有效地将数字信号转换为模拟信号进行传输，而且在存在噪声和干扰的情况下具有较强的抗干扰能力，能够保证信号的可靠传输。
因此，HDB3编码在数字通信领域具有重要的应用价值。
3 用VHDL语言设计HDB3编码器.
3 用 VHDL 语言设计 HDB3编码器设计任务与要求将一串行输入码流编为 HDB3码输出 (编码部分 ; 将一串行输入的 HDB3码解码后串行输出 (解码部分。
3.1 HDB3编码器实现的基本原理从编码规则来分析, 这个设计的难点之一是如何判决是否应该插“ B ” , 因为这涉及到由现在事件的状态决定过去事件状态的问题。
按照实时信号处理的理论,这是没办法实现的。
但在实际的电路中,可以考虑用寄存器的方法,首先把信码寄存在寄存器里,同时设置一个计数器计数两个“ V ”之间“ 1”的个数,经过 4个码元时间后,由一个判偶电路来给寄存器发送是否插“ B ”的判决信号, 从而实现插“ B ”功能。
不过,信号处理的顺序不能像编码规则那样:首先把代码串变换成为 AMI 码,完成插“ V ” 、插“ B ”工作之后,其后的“ +1”和“ -1”的极性还要依据编码规则的规定变换。
这样做需要大量的寄存器, 同时电路结构也变的复杂。
若把信号处理的顺序变换一下:首先完成插“ V ”工作,接着执行插“ B ”功能。
最后实现单极性变双极性的信号输出。
这样做的好处是:输入进来的信号和插“ V” 、插“ B ”功能电路中处理的信号都是单极性信号,且需要的寄存器的数目可以少很多。
另外,如何准确识别电路中的“ 1” 、“ V ”和“ B ” 。
因为“ V ”和“ B ”符号是人为标识的符号, 但在电路中最终的表现形式还是逻辑电平“ 1” 。
解决的方法是利用了双相码,将其用二进制码去取代。
例如,代码: 1 1 0 0 1 0双相码 10 10 01 01 10 01这样就可以识别电路中的“ 1” 、“ V ” 、“ B ” 。
也可以人为地加入一个标识符 (其最终目的也是选择输出“ 1”的极性。
控制一个选择开关,使输出“ 1”的极性能按照编码规则进行变化。
3.2 HDB3编码器的设计过程本设计的思想并不像前面 HDB3编码原理介绍的那样首先把消息代码变换成为 AMI 码,然后进行 V 符号和 B 符号的变换,而是在消息代码的基础上,依据 HDB3编码规则进行插入“ V ”符号和插入“ B ”符号的操作,最后完成单极性信号变成双极性信号的变换。
EDA课程设计_基于VHDL的HDB3编译码器的设计(1)
EDA课程设计---基于VHDL的HDB3编译码器的设计课题：基于VHDL的HDB3编译码器的设计指导老师：姓名：学号:目录1 绪论 (1)1.1可编程逻辑器件概述 (1)1.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 (1)1.1.2 可编程逻辑器件的特点 (2)1.1.3 可编程逻辑器件的一般设计流程 (4)1.1.4 现代数字系统的设计方法 (6)1.2 VHDL语言概述 (7)1.2.1 VHDL语言介绍 (7)1.2.2语言特性、功能与特点 (7)1.2.3 TOP-DOWN的设计思想简介 (8)2 HDB3码介绍 (10)2.1 数字基带信号 (10)2.2 NRZ，AMI，HDB3码之间的对应关系 (10)2.3 HDB3码的编/译码规则 (11)3 用VHDL语言设计HDB3编码器 (13)3.1 HDB3编码器实现的基本原理 (13)3.2 HDB3编码器的设计过程 (13)3.3 HDB3编码器仿真波形 (22)4 用VHDL语言设计HDB3译码器 (23)4.1 HDB3解码器实现的基本原理 (23)4.2 HDB3解码器仿真波形 (24)5. 单/双极性变换的硬件实现 (25)5.1单/双极性变换的硬件实现 (25)6 总结 (27)6.1 系统设计思路小结 (27)6.2 课程设计存在的问题及不足 (28)参考文献 (28)1 绪论1.1可编程逻辑器件概述1.1.1 可编程逻辑器件的发展历程从20世纪60年代开始，数字集成电路经历了小规模集成电路(SSI-SmallScale Interation，几十到几百门)，中规模集成电路(MSI-Medium ScaleIntegration，几百到几千门)，大规模集成电路(LSI-Large Scale Integration，几千到几万门)，超大规模集成电路(VLSI-Very Large Scale Integration，几百万门以上)等几个发展阶段。
hdb3码课程设计
hdb3码课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解HDB3码的基本概念、编码规则及特点；2. 掌握HDB3码的编码过程，能够运用相关公式进行编码和解码；3. 了解HDB3码在通信系统中的应用及其优势。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成HDB3码的编码和解码操作；2. 能够分析并解决与HDB3码相关的实际问题；3. 能够运用HDB3码进行通信系统中的数据传输，提高通信质量。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信编码领域的兴趣，激发学习积极性；2. 培养学生的团队协作意识和沟通能力，学会与他人共同解决问题；3. 培养学生严谨、细致的学习态度，提高学生的学科素养。
课程性质分析：本课程属于通信原理与实践领域，通过HDB3码的学习，使学生掌握一种通信编码方法，为后续学习更复杂的通信技术打下基础。
学生特点分析：学生已具备一定的基础知识，对通信编码有一定了解，但HDB3码的编码规则和实际应用还需进一步学习。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中掌握HDB3码；2. 采用启发式教学，引导学生主动思考，提高解决问题的能力；3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和团队意识。
二、教学内容1. HDB3码的基本概念- 介绍HDB3码的定义及其在通信系统中的应用；- 对比其他常见编码方式，分析HDB3码的优势。
2. HDB3码的编码规则- 讲解HDB3码的编码原理和步骤；- 通过实例演示，使学生理解并掌握HDB3码的编码方法。
3. HDB3码的解码过程- 分析HDB3码的解码原理，讲解相关公式；- 结合实际案例，指导学生进行HDB3码的解码操作。
4. HDB3码在实际通信系统中的应用- 介绍HDB3码在通信系统中的具体应用场景；- 分析HDB3码在提高通信质量、降低误码率方面的作用。
5. 教学大纲安排- 第一节课：HDB3码基本概念、编码规则；- 第二节课：HDB3码编码实例分析、实践操作；- 第三节课：HDB3码解码原理、实践操作；- 第四节课：HDB3码在通信系统中的应用及优势。
hdb3码课程设计
hdb3码课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握 HDB3 码的基本原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述 HDB3 码的编码规则和特点；2.运用 HDB3 码进行数据编码和解码；3.分析 HDB3 码在通信系统中的应用和优势。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.HDB3 码的基本概念：介绍 HDB3 码的定义、特点和应用场景；2.HDB3 码的编码规则：讲解 HDB3 码的编码方法和步骤；3.HDB3 码的解码方法：介绍 HDB3 码的解码原理和算法；4.HDB3 码在通信系统中的应用：分析 HDB3 码在实际通信系统中的优势和作用。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解 HDB3 码的基本概念、编码规则和解码方法，使学生掌握 HDB3 码的基本原理；2.案例分析法：分析 HDB3 码在实际通信系统中的应用案例，帮助学生理解 HDB3 码的优势和作用；3.实验法：安排实验环节，让学生亲自动手进行 HDB3 码的编码和解码操作，加深对 HDB3 码的理解和掌握。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的教材，为学生提供系统的学习材料；2.多媒体资料：制作PPT、动画等多媒体资料，直观地展示 HDB3 码的编码和解码过程；3.实验设备：准备相关的实验设备，为学生提供动手实践的机会；4.网络资源：提供相关的网络资源，方便学生进行课外学习和拓展。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下几种评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等，评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置适量的作业，要求学生在规定时间内完成，评估学生的掌握情况和应用能力；3.考试：安排期末考试，测试学生对课程知识的整体理解和应用能力。
六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节顺序，合理安排每个章节的教学内容和教学时间；2.教学时间：根据学生的作息时间和课程安排，选择合适的上课时间；3.教学地点：选择适合教学的教室或实验室，确保教学环境的舒适和设施的完善。
hdb3编码课程设计
hdb3编码课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解HDB3编码的基本原理，掌握其编码规则及特点。
2. 学会运用HDB3编码对给定的信号进行编码和解码。
3. 了解HDB3编码在通信领域的应用，认识到其在实际通信系统中的重要性。
技能目标：1. 培养学生运用HDB3编码解决实际通信问题的能力。
2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，特别是在数字通信领域的应用。
3. 培养学生的团队协作能力，通过小组讨论、实践，共同完成编码和解码任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对数字通信领域的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实际操作和实验结果的分析。
3. 引导学生关注我国在通信领域的发展，树立民族自豪感。
本课程针对高年级学生，具备一定的数字通信基础，课程性质为理论联系实践。
在教学过程中，要求教师注重引导学生主动探究，发挥学生的主体作用。
课程目标的设定旨在使学生能够掌握HDB3编码知识，提高实践能力，培养良好的情感态度价值观，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成HDB3编码的实践操作，并具备一定的通信系统分析能力。
二、教学内容1. HDB3编码原理：讲解HDB3编码的基本概念、编码规则及其与AMI编码的关系。
教材章节：第三章第三节2. HDB3编码过程：详细阐述HDB3编码的步骤，包括信号极性的转换、零序列的检测与替换。
教材章节：第三章第四节3. HDB3解码方法：介绍HDB3解码的基本原理，学会如何将HDB3编码信号恢复为原始信号。
教材章节：第三章第五节4. HDB3编码应用：分析HDB3编码在通信系统中的应用，如数字传输、光纤通信等。
教材章节：第三章第六节5. 实践操作：安排学生进行HDB3编码与解码的实践操作，巩固理论知识，提高实际操作能力。
教学内容安排与进度：第一课时：HDB3编码原理第二课时：HDB3编码过程第三课时：HDB3解码方法第四课时：HDB3编码应用第五课时：实践操作教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，旨在帮助学生全面掌握HDB3编码的相关知识，提高学生在通信领域的实际应用能力。
基于EDA技术的HDB3编码器的设计与实现
基于EDA技术的HDB3编码器的设计与实现摘要：HDB3码是数字基带通信系统中重要组成部分之一，因其具有无直流成份，检错能力强，具有时钟恢复性能等优点，成为ITU推荐使用的基带传输码型之一。
首先介绍了HDB3编码的原理和方法，提出了一种基于EDA技术实现的HDB3编码器的方法，具有电路简单，成本低，开发周期短，执行速度高，升级方便等特点。
0 引言HDB3码(High Density Bip01ar Code of threecodes，三阶高密度双极性码)是串行数据传输的一种重要编码方式，也是数字通信系统中重要组成部分之一。
和最常用的NRZ码(Non—Return Zero，非归零码)相比，HDB3码具有很多优点，例如：消除了NRZ码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于长距离信道传输。
同时，HDB3码具有较强的检错能力，当数据序列用HDB3码传输时，若传输过程中出现单个误码，其极性交替变化规律将受到破坏，因而在接收端根据HDB3码这一独特规律特性，可检出错误并纠正错误，同时HDB3码方便提取位定时信息。
因而HDB3码作为数据传输的一种码型，应用广泛，成为ITU推荐使用的码型之一。
HDB3码编译码器的实现有多种途径，常用的解决方案是应用专用的HDB3收发芯片，如选用专用E1收发芯片DS2153Q和单片机实现该码制的转换功能。
本文提供了一种利用现代EDA技术，以ACEX系列FPGA芯片EPlK10为硬件平台，以Quartus II为软件平台，以VHDL，为开发工具，适合于FPGA实现的HDB3编码器的设计方案。
1 HDB3码的编码规则HDB3码的编码规则如下：(1)将消息代码变换成AMI码；AMI码(Alternate Mark Inversion)全称是传号交替反转码。
这是一种将消息代码0和1按如下规则进行编码：代码0仍变换为传输码0，而把代码中的1交替地变为传输码的+1，-1，+1，-l，……。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
HDB3编码器ASIC的设计
作者：梁晓琳殷严刚王小华
来源：《现代电子技术》2013年第06期
摘要：在数字通信领域中，HDB3码是一种非常适合在基带信号传输系统中传输的码型，并保持了AMI的优点。
为了满足用户的需求，提高通信系统工作稳定性，HDB3编码器专用集成电路（ASIC）集成了插“V”、插“B”和“V”码极性纠正模块，通过仿真和硬件验证，它可以有效消除传输信号中的直流成分和很小的低频成分，可以实现基带信号在基带信道中直接传输与提取，同时能很好地提取定时信号。
关键字：基带信号； HDB3编码器；门电路； ASIC
中图分类号： TN911⁃34；TN492 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）
06⁃0133⁃03
0 引言
数字通信的主要目的就是准确无误地传输信道中所携带的信息。
数字通信系统中，发送端把数字信号变成适合信道的基带信号（基带调制），然后经过信道进行传输；接收端则把信道中的基带信号还原成原始的数字信号（基带解调），在这个调制解调的过程中首要的问题就是码型的选择问题[1]。
HDB3编码具有很多优点：其一，它很容易在其相应基带信号中提取定时信号；其二，HDB3码无直流成分和很小的低频成分；其三，传输效率高。
因此，HDB3码非常适合在基带信道中进行传输，并有必要进行HDB3编码器芯片的设计。
1 HDB3编码器ASIC的设计流程
2 HDB3编码器的硬件描述语言设计思路
该HDB3编码器由插入“V”模块、插入“B”模块和“V”码极性纠正模块组成。
4 结语
该HDB3编码芯片的设计采用了优化技术和巧妙的逻辑电路设计，通过仿真和硬件验证[9]，它可以有效消除传输信号中的直流成分和很小的低频成分，实现了基带信号在基带信道中直接传输与提取，并能很好地提取定时信号。
最后采用0.25 μm的硅栅工艺绘制版图[10]，很大程度上减小了版图面积，且工艺先进、性能稳定，芯片可广泛应用于数字通信领域。
参考文献
[1] 樊昌信.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2002.
[2] 夏宇闻，胡燕祥，刁岚松.Verilog HDL数字设计与综合[M].北京：电子工业出版社，2004.
[3] 包淑萍，曾宪武.基于DSP技术的多功能电子测量仪的设计与实现[J].现代电子技术，2007，30（8）：1⁃3.
[4] 王晓聪，何永泰.基于FPGA的HDB3码编码器优化设计与分析[J].现代电子技术，2011，34（24）：146⁃148.
[5] 张巧文，朱仲杰，梁丰.HDB3编码器的优化设计与实现[J].西南交通大学学报，2008，43（1）：25⁃28.
[6] [美] BHASKER J. Verilog HDL综合实用教程[M].北京：清华大学出版社，2004.
[7] 朱勒为，唐宁，赵明剑.利用FPGA实现HDB3编解码功能[J].电子设计工程，2009，17（12）：76⁃79.
[8] 夏宇闻.Verilog 数字系统设计教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[9] 段吉海，黄智伟.基于CPLD/FPGA的数字通信系统建模与设计[M].北京：电子工业出版社，2009.
[10] MARTIN K W. Digital integrated circuit design [M]. UK： Oxford University Press，2000.。