本科毕业设计---基于fpga的汉明码译码器的设计

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基于FPGA汉明码编译码器设计

基于FPGA汉明码编译码器设计汉明码是一种能够检测和纠正错误的编码方式。

在FPGA（Field Programmable Gate Array）中，我们可以使用FPGA来设计并实现一个基于(7,4)汉明码的编码器和解码器。

1.编码器设计：编码器将4位数据编码为7位汉明码。

下面是一个基于FPGA的(7,4)汉明码编码器的设计步骤：-设置一个4位输入端口和一个7位输出端口。

-创建一个4×7的矩阵，用于存储所有可能输入与对应汉明码的关系。

每行代表一个输入，每列代表一个汉明码位。

-在FPGA中，使用逻辑门（如XOR门和AND门）来实现矩阵的功能。

根据矩阵，依次设计逻辑门电路来计算每个汉明码位。

例如，对于第一个汉明码位，使用四个输入位的异或门计算出结果。

-将每个汉明码位的结果输出到对应的输出端口。

2.解码器设计：解码器将7位汉明码解码为4位数据。

下面是一个基于FPGA的(7,4)汉明码解码器的设计步骤：-设置一个7位输入端口和一个4位输出端口。

-创建一个7×4的矩阵，用于存储所有可能的汉明码与对应的输出数据的关系。

每行代表一个汉明码，每列代表一个输出数据位。

-同样，使用逻辑门来实现矩阵的功能。

根据矩阵，依次设计逻辑门电路来计算每个输出数据位。

例如，对于第一个数据位，使用七个输入位的与门计算出结果。

-将每个输出数据位的结果输出到对应的输出端口。

3.性能分析和优化：可以通过FPGA的资源利用率和时钟频率等指标对设计进行性能评估。

通过仔细设计逻辑电路，合理分配资源和优化电路，可以提高编码器和解码器的性能。

可以考虑使用并行计算、流水线等技术来提高时钟频率和减少时延。

另外，还可以在FPGA中使用多个编码器和解码器来实现更高级的错误检测和纠正功能。

可以考虑使用更高级的汉明码，如(15,11)汉明码或(31,26)汉明码，来提高错误检测和纠正能力。

可以结合其他编码技术，如校验和，奇偶校验等，来增加冗余度和提高系统的可靠性。

实验报告书汉明码设计与实现

实验报告书------汉明码设计与实现汉明码编译码器系统班级：姓名：学号：一.实验原理描述1.1汉明码编码原理一般来说，若汉明码长为n ，信息位数为k ，则监督位数r=n-k 。

若希望用r 个监督位构造出r 个监督关系式来指示一位错码的n 种可能位置，则要求21r n -≥或211rk r -≥++(1)下面以（7，4）汉明码为例说明原理：设汉明码（n,k ）中k=4，为了纠正一位错码，由式（1）可知，要求监督位数r ≥3。

若取r=3,则n=k+r=7。

我们用6543210a a a a a a a 来表示这7个码元，用123s s s 的值表示3个监督关系式中的校正子，则123s s s 的值与错误码元位置的对应关系可以规定如表1所列。

表1 校正子和错码位置的关系则由表1可得监督关系式： S 1=a 6⊕a 5⊕a 4⊕a 2 (2)S 2=a 6⊕a 5⊕a 3⊕a 1(3)S 3=a 6⊕a 4⊕a 3⊕a 0(4) 在发送端编码时，信息位6543a a a a 的值决定于输入信号，因此它们是随机的。

监督位2a 、1a 、0a 应根据信息位的取值按监督关系来确定，即监督位应使式（2）~式（4）中1s 、2s 、3s的值为0（表示编成的码组中应无错码）{a 6⊕a 5⊕a 4⊕a 2=0a 6⊕a 5⊕a 3⊕a 1=0a 6⊕a 4⊕a 3⊕a 0=0(5)式（5）经过移项运算，接触监督位{a 2=a 6⊕a 5⊕a 4a 1=a 6⊕a 5⊕a 3a 0=a 6⊕a 4⊕a 3(6)式（5）其等价形式为： [1 1 1 0 1 0 01 1 0 1 0 1 01 0 1 1 0 0 1][ a 6a 5a 4a 3a 2a 1a 0]=[000](7)式（6）还可以简记为H ∙A T =0T 或A ∙H T =0 (8)其中H =[1 1 1 0 1 0 01 1 0 1 0 1 01 0 1 1 0 0 1]A =[a 6a 5a 4a 3a 2a 1a 0]P =[1 1 1 01 1 0 11 0 1 1]I r =[1 0 00 1 00 0 1]0=[0 0 0]所以有H =[PI r ](9)式（6）等价于[a 2a 1a a ]=[a 6 a 5 a 4 a 3][1 1 11 1 01 0 10 1 1]=[a 6 a 5 a 4a 3]Q (10)其中Q 为P 的转置，即T Q P (11)式（10）表示,信息位给定后，用信息位的行矩阵乘矩阵Q 就产生出监督位。

FPGA实验二2-4译码器设计实验报告原版

FPGA实验⼆2-4译码器设计实验报告原版得分：数字系统设计课程实验实验⼆2-4译码器设计1、⽤CSAE语句进⾏2-4译码器设计程序设计library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity decoder24isport(a:in std_logic_vector(1downto0);--定义输⼊信号a(1..0) s:out std_logic_vector(3downto0));--定义输出信号s(3..0) end decoder24;architecture behave of decoder24isbeginprocess(a)begincase a iswhen"00"=>s<="1110";--当a=00时，s(0)=0 when"01"=>s<="1101";--当a=01时，s(1)=0 when"10"=>s<="1011";--当a=10时，s(2)=0 when"11"=>s<="0111";--当a=11时，s(3)=0when others=>null;end case;end process;end behave;仿真结果a s（填灯亮和灭）a(1)a(2)LED2LED3LED4LED5 00灭灭灭亮01灭灭亮灭10灭亮灭灭11亮灭灭灭下载后LED2,6,7亮按下up后LED4,6,7亮2、⽤IF语句进⾏2-4译码器设计程序设计library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity d24isport(a:in std_logic_vector(1downto0);--定义输⼊信号a(1..0) s:out std_logic_vector(3downto0));--定义输出信号s(3..0) end d24;architecture behave of d24isbeginprocess(a)beginif a="00"then s<=(0=>'0',others=>'1');--当a=00时，s(0)=0 elsif a="01"then s<=(1=>'0',others=>'1');--当a=01时，s(1)=0 elsifa="10"then s<=(2=>'0',others=>'1');--当a=10时，s(2)=0 elsif a="11"then s<=(3=>'0',others=>'1');--当a=11时，s(3)=0 else s<= (others=>'0');end if;end process;end behave;仿真结果a s（填灯亮和灭）a(1)a(2)LED2LED3LED4（pin68)LED5 00灭灭灭亮01灭灭亮灭10灭亮灭灭11亮灭灭灭引脚配置如表：端⼝引脚实验板上名称端⼝引脚实验板上名称端⼝引脚实验板上名称a(1)132up s(3)64LED2s(1)68LED4 a(0)131left s(2)67LED3s(0)69LED5实验总结：由于有了之前实验的操作基础，所以在做这个实验时遇到的阻⼒不⼤，⽐较顺利的完成了。

汉明码编译码器系统仿真设计..

课程设计报告题目：汉明码编译码器仿真设计学生姓名：学生学号：系别：专业：届别：指导教师：汉明码编译码器仿真设计1 课程设计任务汉明码是一种能够纠正一位错码或检测两位错码的一种效率较高的线性分组码。

本次课程设计的任务就是利用Systemview 软件实现（7，4）汉明码的编译码器的仿真设计。

进一步分析该系统的性能。

2 汉明码编译码原理的研究背景在通信编码方面，其发展的速度是非常快的，而且未来的发展空间还很巨大。

20世纪40年代才开始形成编码原理。

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统数字通信系统设计的问题很多，其中编码是数字通信系统必不可少的模块。

编码包括信源编码和信道编码，信源编码有两个基本功能：一是提高传输系统的有效性，即通过某种数据压缩技术减少码元数目和降低码元速率。

码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反应了信道的有效性。

二是完成数模转换。

信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。

信道编码对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成所谓抗干扰编码。

接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码从中发现错误或者纠正错误，提高通信系统的可靠性。

我们把建立在数学基础上的编码称为代数码。

在代数码中常见的是线性码。

在线性码中信息位和监督位是由一些线性代数方程联系着的，或者说线性码是按照一定的线性方程构成的。

汉明码是1950年由美国贝尔实验室提出来的，是第一个设计用来纠正错误的线性分组码，从20世纪50年代问世以来，在提高系统可靠性方面获得了广泛的应用。

最先用于磁芯存储器，60年代初用于大型计算机，70年代在MOS存储器中得到应用，后来在中小型计算机中普遍采用，随着科技的发展，现代编码理论和大规模集成电路的应用，性能优良的编译码方法不断出现而实现成本不断降低，其应用已不局限语音、图像等方面，现在更多的是扩展到计算机存储系统、磁盘，甚至在移动通信及卫星通信中得到应用，而且人们研究的不仅仅是纠正一位错码，而倾向于纠正多位错码。

毕业设计(论文)-在fpga上设计汉明码的编码器和解码器[管理资料]

南京大学金陵学院本科毕业论文院系信息科学与工程系专业电子信息科学与技术题目在FPGA上设计汉明码的编码器和解码器年级四学号学生姓名指导教师职称讲师论文提交日期2010年6月3 日摘要本文用Verilog语言实现了汉明码的编码和译码。

在介绍汉明码编码和译码原理的基础上,设计出了汉明码的编码器和译码器，写出了基于Verilog实现的源程序,并通过modelsim软件的仿真。

关键词：现场可编程门阵列；verilog；汉明码ABSTRACTThis passage realized code and decode of hamming with language of on the theory of introduction of code and decode of hamming,this passage designed coder and decoder of source program was written by verilog language.The soft of modelsim simulated and tested the program.Keywords：fpga; verilog; hamming目录序言 (1)第一章 Modelsim简介和仿真的基本步骤 (2)modelsim简介 (2)modelsim仿真的基本步骤 (2)第二章 Verilog的基础知识 (4)verilog的主要功能 (4)verilog基本语法 (4)wire型和reg型 (4)initial模块和always模块 (5)边沿和电平触发事件 (5)条件语句 (6)阻塞和非阻塞赋值 (6)组合逻辑电路 (7)时序逻辑电路 (7)第三章汉明码的编译码设计 (9)汉明码的原理 (9)基本概念 (9)监督矩阵 H (9)生成矩阵G (10)伴随式（校正子）S (10)汉明码的编码器设计 (11)编码器的设计流程图 (11)代码设计 (12)仿真波行及其分析 (14)汉明码解码器的设计 (14)解码器的设计流程图 (14)代码设计 (15)仿真波形及其分析 (16)汉明码的编码器和译码器的连接 (17)结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)序言硬件语言（HDL）概述硬件描述语言（Hardware Description Language）是硬件设计人员和电子设计自动化(EDA)。

汉明码的编解码在fpga上的实现

南京大学金陵学院本科毕业论文院系信息科学与工程系专业电子信息科学与技术题目在FPGA上设计汉明码的编码器和解码器年级四学号**********学生姓名房伟指导教师姜乃卓职称讲师论文提交日期2010年6月3 日摘要本文用Verilog语言实现了汉明码的编码和译码。

在介绍汉明码编码和译码原理的基础上,设计出了汉明码的编码器和译码器，写出了基于Verilog实现的源程序,并通过modelsim软件的仿真。

关键词：现场可编程门阵列；verilog；汉明码ABSTRACTThis passage realized code and decode of hamming with language of verilog.Based on the theory of introduction of code and decode of hamming,this passage designed coder and decoder of hamming.The source program was written by verilog language. The soft of modelsim simulated and tested the program.Keywords：fpga; verilog; hamming目录序言 (1)第一章 Modelsim简介和仿真的基本步骤 (2)1.1 modelsim简介 (2)1.2 modelsim仿真的基本步骤 (2)第二章 Verilog的基础知识 (4)2.1 verilog的主要功能 (4)2.2 verilog基本语法 (4)2.2.1 wire型和reg型 (4)2.2.2 initial模块和always模块 (5)2.2.3 边沿和电平触发事件 (5)2.2.4 条件语句 (6)2.2.5 阻塞和非阻塞赋值 (6)2.2.6 组合逻辑电路 (7)2.2.7 时序逻辑电路 (7)第三章汉明码的编译码设计 (9)3.1 汉明码的原理 (9)3.1.1 基本概念 (9)3.1.2 监督矩阵 H (9)3.1.3 生成矩阵G (10)3.1.4 伴随式（校正子）S (10)3.2 汉明码的编码器设计 (11)3.2.1 编码器的设计流程图 (11)3.2.2 代码设计 (12)3.2.3 仿真波行及其分析 (14)3.3 汉明码解码器的设计 (14)3.3.1 解码器的设计流程图 (14)3.3.2 代码设计 (15)3.3.3 仿真波形及其分析 (16)3.4 汉明码的编码器和译码器的连接 (17)结束语 (18)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)序言硬件语言（HDL）概述硬件描述语言（Hardware Description Language）是硬件设计人员和电子设计自动化(EDA)工具之间的界面.其主要目的是用来编写设计文件建立电子系统行为级的仿真模型。

循环汉明码编译器的设计与FPGA实现

循环汉明码编译器的设计与FPGA实现王书省;贺占权;张少甫;肖长春;曹旸【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)010【摘要】分析了循环码的特性，提出一种循环汉明码编译码器的设计方案。

编译码器中编码采用除法电路，译码采用梅吉特译码器，易于工程应用。

对编译码器在FPGA上进行了实现，通过参数化设置，具有较高的码率，适用于（255，247）及其任意缩短码的循环汉明码，并给出了译码器的仿真和测试结果。

结果表明：编译码器运行速率高、译码时延小，在Virtex-5芯片上，最高工作时钟频率大于270 MHz。

在码组错误个数确定的系统应用中，可以有效降低误码率，一般可将误码率降低一个量级。

实践表明，该设计具有很强的工程实用价值。

%Based on characteristics analysis of cyclic codes,a design scheme of cyclic Hamming code encoder/decoder is proposed. In the encoder/decoder,a division circuit is adopted for encoding,and a Meggitt decoder is adopted for decoding, which are easy to be applied to engineering implementment. The encoder/decoder,which is suited for (255,247) and its cyclic Hamming code of arbitrarily-truncated codes,and has higher code rate,was implemented on FPGA by means of Verilog HDL. Some optimization techniques in the design process are given. The simulation and testing results of the encoder/decoder are of-fered in this paper. Theencoder/decoder can operate at high speed and has short decoding delay. Its max working clock frequen-cy is higher than 270 MHz in Virtex-5 chip.The encoder/decoder can be applied in digital communication systems that have defi-nite error number. Its BER can be reduced efficiently. The encoder/decoder has high practical value.【总页数】5页(P127-131)【作者】王书省;贺占权;张少甫;肖长春;曹旸【作者单位】航天恒星科技有限公司，北京 100086;航天恒星科技有限公司，北京 100086;航天恒星科技有限公司，北京 100086;航天恒星科技有限公司，北京100086;航天恒星科技有限公司，北京 100086【正文语种】中文【中图分类】TN914-34【相关文献】1.汉明码编译码的FPGA设计与实现 [J], 盛孟刚2.针对FPGA的IDL-Verilog编译器的设计与实现 [J], 吴湛;王玲;吴宇3.扩展汉明码的编解码器设计及其FPGA实现 [J], 王爱珍4.一种交织汉明码编译码器设计及其FPGA实现 [J], 庄灿;石和荣;齐永5.基于循环优化的可重构处理器任务编译器设计实现 [J], 栗念龙;唐世卓;何卫锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于FPGA的汉明码译码器的设计

大连交通大学信息工程学院毕业设计 (论文) 题目基于FPGA的汉明码译码器的设计学生姓名芦斌专业班级信息工程09-2 指导教师徐佳职称讲师所在单位电气工程系信息工程教研室教研室主任石桂名完成日期 2013年 6 月 28 日摘要在数字通讯的系统中，数字信号在传输的过程中容易受到干扰，造成码元波形破坏，使得接收端接收到的信号发生错误的判决。

为了提高信息传输的准确性，我们引进了差错控制技术。

该项技术应采用了可靠而且有效的信道编码方法来实现。

汉明码就是一种可以纠正差错的编码。

汉明码编译码器是目前最为常用的数字通信内部器件之一，它被广泛地应用在网络传输、存储器校验纠错以及数据安全中。

本课题是基于FPGA的汉明码译码器的设计，使用Verilog语言来实现汉明码译码器的设计。

通过理解汉明码译码原理的基础上，设计出了汉明码的译码器，并且写出了译码源程序,还通过QuartusII软件实现仿真。

本次设计首先介绍了EDA的硬件描述语言Verilog和仿真调试软件QuartusII，然后介绍了FPGA的发展历程和产品特性，借此选出合适的FPGA的芯片，最后介绍了汉明码。

通过了解汉明码的理论知识来掌握汉明码的译码原理，然后经过理解和分析设计出实现汉明码译码的算法，并且使用Verilog语言在QuartusII软件里完成了基于FPGA的汉明码译码器的编程和仿真实现。

同时根据需要，选择了合适的FPGA的芯片和外围元器件，设计出外围硬件的原理图，将理论和实践结合起来。

关键词：汉明码译码器FPGA Verilog语言QuartusIIABSTRACTIn digital communication systems, digital signal during transmission is easy to be disturbed, resulting in destruction of the symbol waveform, so that the receiver receives the signal error occurred judgment. In order to improve the accuracy of information, we introduce error control techniques. The technology uses a reliable and effective method of channel coding to achieve. Hamming code is a kind of code which is able to correct errors. Hamming code codes is one kind of the most commonly used devices in digital communications, which is widely used in network transmission, memory parity error correction and data security.The design of Hamming code codec in this project, this passage realized decode of hamming with language of verilog. Based on the theory of introduction of decode of hamming, this passage designed decoder of hamming. The source program wad written by verilog language. The soft of QuartusII simulated and tested the program.It requires basic theoretical knowledge of hamming code, and learn how to use the simulation and debugging software QuartusII as well as the hardware description language Verilog, and understand the various features of Hamming codes to master the peinciple of coding and decoding, then to understand and analyze, design its algorithm implementation, and complete the Verilog language programming and simulation on FPGA-based software QuartusII; in the meantime, according to its requirement, select a FPGA chip and external components, finally create the hardware entity, combine the theory with practice.Key words： Hamming Decoder FPGA Verilog language QuartusII目录1 前言 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 本课题的研究意义 (2)1.3 本课题研究目标及主要任务 (2)1.4 本课题可行性分析 (3)2 EDA的基础知识与集成运行环境 (4)2.1 EDA概念 (4)2.2 QuartusⅡ的软件介绍 (5)2.3 Verilog的简介 (8)2.3.1 Verilog的主要功能 (10)2.3.2 Verilog的基础语法 (10)2.3.3 Verilog的语言优势 (13)3 FPGA的简介 (14)3.1 FPGA的发展历程 (14)3.2 FPGA的产品特性及发展现状 (14)3.3 FPGA的发展趋势 (15)3.4 FPGA的硬件介绍 (17)4 汉明码译码系统模块设计与实现 (19)4.1 汉明码的原理 (19)4.1.1 汉明码的定义 (19)4.1.2 汉明码的监督矩阵H (21)4.1.3 汉明码的生成矩阵G (22)4.1.4 汉明码的校正子（伴随式）S (22)4.2 汉明码的译码器设计 (24)4.2.1 译码器的流程图设计 (25)4.2.2 译码器的代码设计 (25)4.2.3 译码器的仿真，调试与分析 (27)4.3 基于FPGA的汉明码译码器硬件设计 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录 (35)1 前言1.1 选题的背景随着现代通信技术的迅速发展，其应用的领域已渗入到社会生活的各个方面，用户对通信系统的质量和对通信系统数据传输的可靠性与有效性的要求也越来越高，通信系统需要具备更高的可靠性、高效率、低复杂性来适应发展的需求[4]。

一种交织汉明码编译码器设计及其FPGA实现

（ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄ，ｔｈｅｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄｓｉｇｎａｌ ’ ｓａｎｔｉ — ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｌｏｗｅｒａｎｄｌｏｗｅｒ，ａｎｄｈｉｇｈｅｒｄｅｍａｎｄｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｉｎｆｏｒｃｅｔｈｅｈｉｇｈ — ｓｐｅｅｄａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｅｒｒｏｒ — ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇｃｏｄｅｓｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ａｍｏｎｇｖａｒｉｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｅｒｒｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｃｏｄｉｎｇ，ｔｈｅｈａｍｍｉｎｇｃｏｄｅｉｓｔｈｅｅａｒｌｉｓｔｔｏｂｅｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ，ｉｔｈａｓａｓｉｍｐｌｅｄｅｃｏｄｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｓｈｏｒｔｄｅｃｏｄｉｎｇｔｉｍｅｄｅｌａｙ，ｂｕｔｃａｎｏｎｌｙｃｏｒｒｅｃｔｓｉｎｇｌｅｒａｎｄｏｍｅｒｒｏｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈａｍｍｉｎｇｃｏｄｅ ’ ｓｅｒｒｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔａｋｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｉｔｓｄｅｃｏｄｉｎｇｂｅｎｅｆｉｔｓ，ｕｓｉｎｇｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇｔｏｄｅｓｉｇｎａｋｉｎｄｏｆｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇｈａｍｍｉｎｇｃｏｄｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｙｃｌｉｃｈａｍｍｉｎｇｃｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａｐａｒａｌｌｅｌｏｕｔｐｕｔｈａｍｍｉｎｇｅｎｃｏｄｅｒａｎｄａｄｏｕｂｌｅｄｅｃｏｄｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｃｏｄｅｒ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｔｈｅｉｎｔｅｒｌａｃｅｅｎｃｏｄｅｒａｎｄｄｅｃｏｄｅｒａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｅｄｏｎｓｈｉｆｔｒｅｇｉｓｔｅｒ，ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓｔｈｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇｈａｍｍｉｎｇｅｎｃｏｄｅｒａｎｄｄｅｃｏｄｅｒ．Ｆｏｕｒｉｎｐｕｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓａｒｅｅｎｃｏｄｅｄｂｙｆｏｕｒｈａｍｍｉｎｇｅｎｃｏｄｅｒｓｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙ，ｔｈｅｎｉｎｔｅｒｌａｃｉｎｇｔｈｅｆｏｕｒｈａｍｍｉｎｇｃｏｄｅｓ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｌｗａｖｉｎｇｈａｍｍｉｎｇｄｅｃｏｄｅｒｆｉｒｓｔｌｙ

基于FPGA的汉明码编译码系统

此要求
２一１ ≥ｎ或２ ≥Ｉ＋１］｝＋ｒ
上式当等于号成立时即为汉明码，般常见的一
有（，）（５１）７４、１，１汉明码等。
以（４汉明码为例，督码位ｒ１＝３用７，）监：／一南，，
ａ，５ … ，０表示这７个码元，Ｓ￥Ｓ６ａ，ａ用１２３表示３个
ｌ汉明码基本原理
最简单的校验码是奇偶校验码，基本思想是其无论信息位有多少位，验位只有一位。以偶校验校为例，在分组数据后面附加一位校验位，使得信息位连同校验位在内的码组中的 “ ” １的个数为偶数个，在接收端按同样的规律检查，果不符说明出现了如差错。奇偶校验码的最小码距ｄ＝２可以检测奇本思想是在ｋ个信息位后增加ｒ个监督位，总码长ｒｋｒ，ｔ＋位希望能用ｒ：个监督位构
造出的ｒ个监督关系式来指示ｎ位码中一位错码的
可能位置，个监督位有２种可能，中１表示无ｒ其种错，剩下２一１种表示一位错码的／种可能位置，７，因
Ｔｌｏｅｃｍｍｕｉｔｎ，ｆｉ３０１ｈｎ）ｅｎｃｉｓＨｅｅ２０３，Ｃｉａａｏ
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｄｓｕｓｓｏｈａｉｒｃｐｅｆＨａｓｒｃ：ｈｓａｅｉｓｅｎｔｅｂｓｃｐｉｉｌｓｏｍｍｉｇｃｄｒｄｃｄｒａｄｖｒｃｔｎｏｃｎｎｏｅ／ｅｏｅｎｅｉａｉｆｉｆｏＨａｍｍｉｇｃｄｒｄｃｄｒｂｉｌｔｇｏＦＧＡ．ＴｅｃｎｅｔｏｘｅｄｄＨａｎｏｅ／ｅｏｅｙｓｍｕａｉｎＰｎｈｏｃｐｆｅｔｎｅｍｍｉｇｃｄｓａｓｎｏｅｉｌｏ

基于FPGA的汉明码译码器的设计毕业设计论文

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汉明码编译码的FPGA设计与实现

位中的，还是附加监督位中的都能把它分离出来。由汉明码
的性质可知，８４增余汉明码能纠１（，）位错，２位错。，检
汉明码的译码较简单，它可由Ｓ直接得到错误图样，
其他分组码如何由Ｓ求得就比较复杂。而一个译码器的复杂性及其译码错误概率也是由这一步决定的。
设计过程。
ｆ０１１１００１
＝
Ｉ１０１００１１
Ｌ１１１１１１１
［］０
本文研究了信道纠错编码汉明码，并提出了利用ＦＧＡＰ
实现汉明码编译码的方法，（，）余汉明码实现具有自用８４增
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山西电子技术２００７年第６期
应用实践
汉明码编译码的ＦＧ设计与实现ＰＡ
盛孟刚
（湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭４１０）１１５
摘要：用ＡＴＥＡ公司的ＦＥ０系列芯片设计和实现了汉明码的编译码，细地阐述了设计的方法利ＬＲＬＸ１Ｋ详
２汉明码编码算法的实现
（，）８４增余汉明码全码码元数ｒ８其中信息码元数ｋｌ，＝
收稿日期￣０７—０ —１作者２０５６盛孟刚女３２岁讲师
设接收方收到发送方传来的一个完整的全码为：ｌｘｌ＇
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线性分组码为汉明码。其基本原理是，将信息码元与监督码元通过线性方程式联系起来，每一个监督位被编在传输码字的特定比特位置上。系统对于错误的数位无论是原有信息

《FPGA系统设计》实验报告》显示译码器电路设计实验

《FPGA系统设计》实验报告》显示译码器电路设计实验实验目的：学习和掌握FPGA系统设计中译码器电路的设计方法，了解译码器的工作原理和应用场景。

实验器材：FPGA开发板、VGA显示器、VHDL设计工具、电脑等。

实验原理：译码器是一种常见的数字电路，常用于将输入的数字信号转换成特定的输出。

译码器电路常用于解码器、显示器等电子设备中，具有较为广泛的应用场景。

本次实验将使用FPGA开发板来设计和实现一个4位二进制译码器。

译码器接受4位输入信号，并将其对应的输出信号置为高电平。

以7段LED显示器为例，根据输入二进制信号对应的特定输出信号，可以在LED显示屏上显示出相应的数字。

实验步骤：1.打开VHDL设计工具。

创建一个新的工程，并添加一个新的源文件。

2. 在源文件中，编写译码器的VHDL代码。

首先，声明输入和输出信号的位宽。

例如，声明一个4位的输入信号input和一个8位的输出信号output。

4. 在代码中，使用其他case语句分别对输入信号的不同取值进行判断和赋值，以实现所有数字的译码功能。

5.在代码中，添加时钟信号和复位信号的处理。

时钟信号用于控制译码器的工作频率，复位信号用于将输出信号清零。

6. 在代码中，使用entity和architecture语句，定义实体和体结构。

8.将代码综合至FPGA开发板上，查看译码器的工作情况。

9.连接VGA显示器和FPGA开发板，将输出信号通过VGA接口输出到显示屏上。

10.运行代码并观察结果。

根据输入信号的变化，显示出相应的数字。

实验总结：通过本次实验，我学习并掌握了FPGA系统设计中译码器电路的设计方法。

译码器是数字电路中非常常见和重要的一个模块，具有广泛的应用场景。

通过编写VHDL代码，结合FPGA开发板和VGA显示器，我成功实现了一个4位二进制译码器，并在LED显示屏上显示出了相应的数字。

在实验过程中，我进一步熟悉了VHDL设计工具的使用方法，学习了case语句的使用和时钟信号、复位信号的处理。

基于FPGA的译码器实验报告

课程实验报告实验名称：基于FPGA的译码器专业班级：cs1011学号：U201014551姓名：杨操同组人：谭亦飞指导教师：陈涛报告日期：2013 年5月计算机科学与技术学院实验三、基于FPGA的译码器一、实验目的通过实验掌握HDL的设计方法。

充分利用课堂学习的知识，结合接口电路原理图设计、模块结构设计和状态分析，学习和掌握使用HDL 设计接口电路的基本方法和调试方法。

通过实验，学习和掌握ISE软件平台的使用规则和操作步骤（如建立工程、HDL编程与调试、综合、仿真等等），熟悉实验台（FPGA扩展模块）的使用，为顺利完成下学期的课程设计做好准备。

通过在FPGA上实现1-2个简单的接口电路设计，验证自己的设计思路和方法，熟练掌握EDA设计流程，为今后的复杂电路设计奠定基础。

二、实验内容1 .熟悉实验平台，实验环境。

2. 运用verilog HDL语言编写一个译码器。

并能仿真成功。

3. 将编写的程序下载到FPGA和flash芯片中，并验证是否成功。

三、实验原理（1）实验平台有软件环境和硬件环境1 硬件：实验箱扩展模块（xinlinx spartan 3s200FPGA）2 软件：xinlinx ISE 13.1 和TPC-USB(2)FPGAFPGA（Field－Program able Gate Array），即现场可编程门阵列。

以硬件描述语言（Verilog 或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA 上进行测试，是现代IC 设计验证的技术主流。

（3）使用ISE Design Suite在ISE Design Suite下创建工程并添加自己设计的代码添加约束文件之后，产生流文件。

连接芯片并下载bit文件四、程序代码library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; entity yimaqi isport(A:in std_logic_vector(2 downto 0);Y:out std_logic_vector(7 downto 0);A6:in std_logic;A7:in std_logic;A8:in std_logic;A9:in std_logic;AEN:in std_logic;IOW:in std_logic;IOR:in std_logic);end yimaqi;architecture dec_behave of yimaqi issignal sel:std_logic_vector(3 downto 0);signal x0:std_logic;signal x1:std_logic;signal x2:std_logic;signal x3:std_logic;signal EN:std_logic;beginx0<=not(A6 and A6);x1<=not(A8 and A8);x2<=not(AEN and AEN);x3<=not(IOW and IOR);EN<=not(x0 and A7 and x1 and A9 and x2 and x3); sel<=A&EN;with sel selectY<= "00000001" when "0001", "00000010" when "0011","00000100" when "0101","00001000" when "0111","00010000" when "1001","00100000" when "1011","01000000" when "1101","10000000" when "1111","11111111" when others;end dec_behave;约束文件：NET"A[0]" LOC=P101;NET"A[1]" LOC=P95;NET"A[2]" LOC=P93;NET"A6" LOC=P62;NET"A7" LOC=P106;NET"A8" LOC=P107;NET"A9" LOC=P102;NET"AEN" LOC=P183;NET"IOW" LOC=P181;NET"IOR" LOC=P180;NET"Y[0]" LOC=P167;NET"Y[1]" LOC=P169;NET"Y[2]" LOC=P172;NET"Y[3]" LOC=P182;NET"Y[4]" LOC=P187;NET"Y[5]" LOC=P191;NET"Y[6]" LOC=P196;NET"Y[7]" LOC=P199;五、实验体会这次实验感觉是前两次的拓展，难度很大。

基于FPGA和VHDL的汉明码编解码器设计

3 海明码编译码器的原理 ··············································································5
3.1 海明码编码基本原理 ·······························································································5
目录
摘要·············································································································· I
Abstract ·············································································································II
如果一个分组码的数据位长度为k校验位长度为r总的编码长度为kr则总的可以编码的合法码字的个数为2k总的码字个数为2n可以看出检验位的长度越长合法码字所占的比例就越小如果这些码字能够尽可能地在所有的码字中均匀分布的话合法码字之间的最小海明码距就越大编码的抗干扰能力也就越强因此设计编码方法的最重要的任务就是尽量使合法码字尽可能地均匀分差错控制编码在通信电子系统中得到广泛应用其中一类重要的差错控制编码是线性分组码线性分组码中信息位和监督位通过代数方程相联系
5.3.1 测试预期情况 ······················································································································14 5.3.2 实际硬件测试情况 ··············································································································15

基于FPGA(7,4)汉明码编译码器设计

本科毕业论文院系信息科学与工程学院专业通信工程题目基于FPGA的（7,4）汉明码编译码器设计年级11 学号2011020400021 学生姓名胡帅指导老师陈珍职称讲师论文提交日期2015. 04. 22南京大学金陵学院毕业设计（论文）作者: 胡帅学号：2011020400021 系部: 信息科学与工程学院专业: 通信工程题目: 基于FPGA的（7,4）汉明码编译码器设计指导老师提交日期2010年4月22日摘要数字信号在信道中传输的过程中，由于受到正态分布白噪声等干扰信号影响，马元将会遭到破坏，称这种现象为码间干扰。

码间干扰可由乘性干扰和加性干扰引起。

乘性干扰可以采用均衡的办法纠正，而加性干扰则需要采用差错编码的方法解决。

差错控制编码又称为纠错编码[1]。

线性分组码就是纠错编码的一种，而汉明码又是一种可以纠错一位错码的典型的线性分组码。

本文用Verilog语言实现了基于FPGA的（7,4）汉明码码的编译码器。

首先介绍了本次实验需要用到的软件以及硬件、简单复习了Verilog语法知识与数字电路有关知识。

然后进行详细地阐述汉明码的编码和译码的基本原理，在此期间加入了按键去抖、伪随机信号发生器、8位8段数码管控制等模块。

最后在此基础上设计出了基于FPGA的（7,4）汉明码的编译码器，编写出了基于Verilog实现编译码功能的源程序，并且通过Xilin ISE的仿真。

关键词：（7,4）汉明码； Verilog； FPGA； Xilin ISEABSTRACTIn the process of digital signal transferring between signal channel ,code elements will be destructed since some interference signal such as white noise, ect. we call this phenomenon intersymbol interference. Intersymbol interference can be caused by multiplicative and additive interference.Multiplicative interference can be corrected by using balancing approach, but you need to use the error coding solutions to solve additive interference.Error control coding, also known as error correction coding. Is a linear block code error correction coding, and Hamming code is a way to correcting an error code of typical linear block code.This thesis has finished the encode and decode of the ()Hamming code by using V erilog programming language. First, introduced the software and hardware in this experiment. After a simple review of the verilog syntax knowledge and knowledge of digital circuits. encoding and decoding fundamentals of the Hamming code and digital circuits. On this basis, Then I has elaborated the basic principles of Hamming encoding and decoding . In the meantime, I has joined the None Jitter Keys、Pseudo Random Signal Generator and 8 8 segment LED control module.Finally Ihas wrote the source code which can realize the encoding and decoding functions based on by the Field Programmable Gate Array (FPGA) by V erilog programming language and succeed in emulating on the Xilinx ISE Desgin Suite. Keywords：the (7,4) Hamming code；V erilog programming language；the Field Programmable Gate Array (FPGA)；Xilinx ISE Desgin Suite目录摘要 (i)ABSTRACT (ii)目录 (iii)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)第二章实验软件与硬件简介 (2)2.1 Xilinx ISE简介 (2)2.1.1 Xilinx ISE简介 (2)2.1.2 Xilinx ISim Simulatior 简介 (2)2.2 QuartusⅡ简介 (2)2.3 V5核心板简介 (2)图2-3数码管电路 (4)第三章 Verilog HDL编程基础知识 (5)3.1 Verilog HDL简介 (5)3.2 Verilog HDL语法知识 (5)3.2.1 常量、reg型和wire型变量 (5)3.2.2 赋值语句 (6)3.2.3 测试文件与连接文件 (6)第四章汉明码 (8)4.1 汉明码编码原理 (8)4.2 汉明码译码原理 (10)第五章（7,4）汉明码的设计与仿真 (12)5.1 (7,4)汉明码编译码器顶层文件 (12)5.1.1 （7,4）汉明码编译码器顶层文件 (12)5.1.2 （7,4）汉明码编译码器设计原理图 (13)5.1.3 连接文件的仿真图 (14)5.2 分频模块 (15)5.2.1 分频原理 (15)5.2.2 分频器流程图 (16)5.2.3 1Hz与1kHz分频模块仿真波形 (16)5.4 按键去抖模块 (17)5.4.1 按键去抖原理 (17)5.4.2 按键去抖模块流程图 (19)5.4.3 按键去抖模块仿真波形 (19)5.5 伪随机信号发生器 (20)5.5.1 伪随机信号发生器原理 (20)5.5.2 伪随机信号发生器设计流程图 (22)5.5.3 伪随机信号发生器仿真 (22)图5-17编码器和译码器使能端仿真波形 (23)5.6 （7,4）汉明码编码器 (23)5.6.1 （7,4）汉明码编码器原理 (23)5.6.2 （7,4）汉明码编码器流程图 (24)5.6.3 （7,4）汉明码编码器的仿真图 (24)5.7 （7,4）汉明码译码器 (25)5.7.1 （7,4）汉明码译码器设计原理 (25)5.7.2 （7,4）汉明码译码器设计流程图 (26)5.7.3 （7,4）汉明码译码器的仿真图 (27)第六章 FPGA实现 (29)6.1 实验截图 (29)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录X (34)第一章绪论1.1 引言当代电子产品在系统设计及实现形式上与传统电子产品设计方法及实现形式有很大不同，例如：电子设计自动化（EDA）、基于CPU的实现技术、基于专用集成电路（ASIC）的实现技术。

基于FPGA的汉明码编译码系统

基于FPGA的汉明码编译码系统
方国涛
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2010(000)007
【摘要】讨论了汉明码编译码基本原理,并在FPGA中对汉明码编译码原理进行验证仿真,在此基础上提出扩展汉明码的概念并进行仿真.这两种设计均下载至FPGA 中实现,结果证明,本设计达到了纠错检错的要求,具有一定的实践指导意义.
【总页数】3页(P79-81)
【作者】方国涛
【作者单位】安徽邮电职业技术学院通信工程系,合肥,230031
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.2
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