基于FPGA(7,4)汉明码编译码器设计
(7,4)汉明码编译码系统设计
南华大学电气工程学院《通信原理课程设计》任务书设计题目：(7, 4)汉明码编译码系统设计专业：通信工程学生姓名: 马勇学号:起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授系主任：王彦教授《通信原理课程设计》任务书3．主要参考文献：[1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：电子工业出版社,2012,12.[2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程(第3版)[M].北京：国防工业出版社,2006,9.[3]刘学勇 .详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：电子工业出版社,2011,11.[4]张水英 ,徐伟强 .通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：人民邮电出版社,2012,9.[5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：人民邮电出版社,2010,11.[6]赵静 ,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社,2010,1.[7]赵谦 .通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2010,3.[8]徐明远 ,邵玉斌 . MATLAB仿真在现代通信中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2011,4.[9]邵玉斌 .Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京：清华大学出版社,2008, 6.[10]邵佳 ,董辰辉 . MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲[M].北京：电子工业出版社,2009, 6.[11]黄智伟 .基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京：电子工业出版社,2011, 6.[12]孙屹 ,戴妍峰 . SystemView通信仿真开发手册[M].北京：国防工业出版社,2004,11.[13]青松,程岱松,武建华 .数字通信系统的SystemView仿真与分析[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001,6.4．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容2013.12.20～2013.12.24 系统方案设计12013.12.25～2013.12.28 利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进行仿真设计22013.12.29～2013.12.31 通信系统的调试和测量，排除故障，分析实验结果32014.1.1 ～2014.1.3 整理设计报告4指导教师宁志刚日期：2013年12 月18日《通信原理课程设计》设计说明书格式一、纸张和页面要求A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。
(7,4)汉明码编译码系统设计.doc
南华大学电气工程学院《通信原理课程设计》任务书设计题目：(7, 4)汉明码编译码系统设计专业：通信工程学生姓名: 马勇学号:20114400236 起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授系主任：王彦教授《通信原理课程设计》任务书《通信原理课程设计》设计说明书格式一、纸张和页面要求A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。
二、说明书装订页码顺序(1)任务书 (2)论文正文 (3)参考文献，(4)附录三、课程设计说明书撰写格式见范例引言(黑体四号)☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)1☆☆☆☆(黑体四号)正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆(黑体小四号)正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)1.2 ☆☆☆☆☆☆、☆☆☆正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)2 ☆☆☆☆☆☆ (黑体四号)正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)2.1 ☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆(黑体小四号)正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆(楷体小四号)正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)（1）……图1. 工作波形示意图(图题，居中，宋体五号)…………5结论(黑体四号)☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)参考文献(黑体四号、顶格)参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。
只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“et al”。
几种主要参考文献著录表的格式为：⑴专(译)著：[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：出版者，出版年：起~止页码.⑵期刊：[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：起~止页码.⑶论文集：[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C] .出版地：出版者，出版者. 出版年：起~止页码.⑷学位论文：[序号]著者.题名[D] .保存地：保存单位，授予年.⑸专利文献：专利所有者.专利题名[P] .专利国别：专利号，出版日期.⑹标准文献：[序号]标准代号标准顺序号—发布年，标准名称[S] .⑺报纸：责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）.附录（居中,黑体四号）☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)（另起一页。
二元(7,4)汉明码的编译码分析与实验研究
设计(论文)题目：二元（7,4）汉明码的编译码分析与实验研究摘要汉明码（Hamming Code）在电信领域内属于线性分组码，或者可以称为线性调试码。
它是以发明者理查德·卫斯里·汉明的名字命名的。
汉明码在传输信息序列时插入校验码，当计算机存储或传输数据时，或者在信道传输的过程中，可能会产生误码，即信息错位，以检测并纠正一个比特错误。
由于汉明编码简单，它们被广泛应用于实际传输中。
本文主要涉及二元（7,4）汉明码的编码、译码及实现，以及信息论与编码的相关知识。
对于二元（7,4）汉明码C，其校验矩阵为H，汉明距离d（C）=3的充要条件是校验矩阵H的任意2个列矢量线性无关，且任意3个列向量是线性相关。
监督矩阵H生成的码是（7,4,3）码。
所以接下来问题是构建监督矩阵H和生成矩阵G，找出编码器和译码器输入和输出对应的逻辑关系，画出汉明码的编码电路图和译码电路图，通过VHDL语言实现汉明码的编码过程和译码过程，观察仿真波形，来观察实验结果。
关键字：二元（7,4）汉明码；生成矩阵；监督矩阵；编码；译码；AbstractHamming code field belongs to the linear block codes in the telecommunications, or you could be called linear debugging code. It is the inventor, Richard Wesley Hamming named after. Hamming code inserted into the check code in information transmission sequence, when the computer refers for data storage,or in the process of channel transmission. it may produce error, namely the informational burst-error, and Hamming Code could detect and correct errors one bit. Due to its simple hamming coding, they are widely used in the actual transmission.This paper mainly relates to binary (7, 4) hamming code about coding, decoding and realization, as well as the related knowledge of Information Theory and Coding. For binary (7, 4) hamming code called C, its supervision matrix of the H, hamming distance d (C) = 3 of any two of the sufficient and necessary condition is checking matrix H column vector linearly independent, and arbitrary three column vector is linearly dependent. Supervision of matrix H generated code is (7, 3) code. So the next problem is to build the generator matrix G and supervision matrix H, generate the encoder and decoder ,inputs and outputs corresponding logical relationship, as well as,draw the circuit diagram of hamming code encoding and decoding circuit diagram, using VHDL language realization of hamming code encoding and decoding process, observing the simulation waveform and the result of the experiment.Keywords：binary (7, 4) hamming code ;generator matrix;supervision matrix;encoding ;decoding ;引言汉明码是最早提出来的用于纠错的编码，它是一类可以纠正一位错误的高效的线性分组码。
Hamming(7,4)编译码器实验报告8.8
8．8 Hamming(7，4)编译码器1．1实验目的·加深理解Hamming(7,4)码的编码方法和抗干扰性能；·通过编程实现Hamming(7,4)码的编码算法，进一步掌握按位二进制加法的实现原理。
1.2 实验原理·输入：长度为4的任意二进制序列。
·输出：输入数据经Hamming(7,4)编码器编码之后，通过8.7节的BSC信道（错误概率为0.1）传输后，再经过Hamming(7,4)译码器译码输出得到信宿端的长度为4的二进制序列。
·源程序格式整齐清晰，注释简单明了。
1.3 实验内容1.3.1 算法描述Hamming（7,4）码的生成矩阵为G=1000101 0100110 0010111 0001011⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦其校验矩阵为H=1110100 0111010 1011001⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦1.3.2 实验程序#include<stdio.h>#define M 7#define N 3int fun(int a,int b){if(a==b)return (0);elsereturn (1);}int main(void){int a[M],i,p[N];printf("请输入四位码 m1,m2,m3,m4:");scanf("%d%d%d%d",&a[0],&a[1],&a[2],&a[3]);p[0]=fun(fun(a[0],a[1]),a[2]);p[1]=fun(fun(a[0],a[2]),a[3]);p[2]=fun(fun(a[1],a[2]),a[3]);printf("%d%d%d%d%d%d%d\n",a[0],a[1],a[2],a[3],p[0],p[1],p[2]);return 0;}1.3.3 运行结果1.3.4 结果分析·运行结果正确。
(7,4)汉明码课程设计
【摘要】本文主要介绍利用ALTERA公司的Quartus II软件实现（7，4）汉明码的编码和译码的设计，设计共分为三个模块：m序列产生与分组模块、编码模块、译码模块，实现m序列的分组输出。
在QuartusII编辑环境下用VHDL文本输入的输入方法编制程序，经编译正确后进行波形仿真，调试，从而验证设计的正确性。
关键字:汉明码，编码，译码，VHDL【Abstract】T his article propose a method for Hamming encoder and Hamming decoder which is based on the VHDL language. It introduces the theory of Hamming encoder and Hamming decoder and the source program based on VHDL, and the way simulated and checked through QuartusII.Throughout the whole design is totally divided into three modules: the m sequence generated and the Packet Module,the encoding module,the decoding Module.Keywords: Hamming, coder,encoder, decoder ,VHDL目录第1章问题的提出及方案论证 (3)1.1 问题的提出 (3)1.2 方案论证 (3)1.2.1 Quartus II和VHDL简介 (3)1.2.2 软件设计方案介绍 (6)第2章设计方案的实施 (8)2.1 m序列模块 (8)2.1.1 m序列简介 (8)2.1.2 m序列模块设计流程 (9)2.2 （7，4）汉明码知识介绍 (10)2.2.1基本概念 (10)2.2.2监督矩阵 (11)2.2.3生成矩阵 (12)2.2.4 伴随式（校正子）S (12)2.3 汉明码编码模块 (13)2.3.1汉明码编码原理 (13)2.3.2 汉明码编码程序设计流程 (14)2.4 汉明码译码模块 (15)2.4.1汉明码译码原理 (15)2.4.2汉明码译码程序设计流程 (16)第3章软件调试及遇到的问题 (19)3.1 软件调试仿真波形图 (19)3.2 软件调试过程中遇到的问题 (21)第4章总结体会 (22)附录： (23)参考文献 (30)第1章问题的提出及方案论证1.1 问题的提出在上学期的通信原理课程中，我们学习了线性码的基本理论知识。
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。
单片机实现（7，4）汉明码的编码毕业设计
单片机实现（7，4）汉明码的编码摘要在当今和未来的信息化社会中，数字通信已成为信息传输的重要手段，全球数字化已成为当今世界的主要潮流。
但是，数字信号在传输过程中，加性噪声，码间串扰等都会产生误码，因此需要用信道编码来降低误码率，提高数字通信的可靠性。
随着差错控制编码技术的蓬勃发展，作为信道传输过程抗干扰的有效手段，其中较为成熟的编码方法如汉明码、奇偶校验码、循环冗余码等编码技术，被广泛应用于计算机、电子通信、控制等领域。
其中汉明码是一种能够纠正一位错误且编码效率较高的线性分组码。
由于它的编译码在工程上较易实现，所以应用广泛。
与其他的错误校验码类似，汉明码也利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性。
利用一个以上的校验位，汉明码不仅可以验证数据是否有效，还能在数据出错的情况下指明错误位置。
在接受端通过纠错译码自动纠正传输中的差错来实现码纠错功能，称为前向纠错FEC。
在数据链路中存在大量噪音时，FEC可以增加数据吞吐量。
通过在传输码列中加入冗余位(也称纠错位)可以实现前向纠错。
但这种方法比简单重传协议的成本要高。
汉明码利用奇偶块机制降低了前向纠错的成本。
软件实现下面给出基于最常用的MCS-51单片机汇编语言的汉明码测试程序。
它的有效信息占到了总编码长度的70%，测试程序中自动生成11个字节的原始数据。
原始数据块的长度、存放地址可根据实际情况由用户自己确定，只要将本测试程序的汉明码编码、解码子程序嵌入用户应用程序中，就可直接使用。
本课题就是研究利用C8051F系列单片机来实现（7，4）汉明码的编码。
关键词：单片机；线性分组码；（7，4）汉明码C8051F series MCU(7,4)hamming code encodingABSTRACTIn today's and future information society, digital communication has become an important means of information transmission, the global digital has become a major trend in today's world. However, the digital signal in the transmission process, the additive noise, intersymbol interference, and this will result in error, channel coding, therefore need to reduce the error rate and improve the reliability of digital communications. With the error control coding techniques flourished as the transmission channel interference and effective means by which the more mature coding methods, such as Hamming codes, parity bits, cyclic redundancy code and other coding techniques are widely used in computers, electronics communication, control and other fields. Hamming code which is able to correct a mistake and the code more efficient linear block codes. Encoding and decoding in the project because of its easier to achieve, so widely used. With other similar error check code, Hamming code parity bit also use the concept, followed by an increase in the number of bits of data bits, the validity of data can be verified. Use more than one parity bit, Hamming codes can not only verify the data is valid, but also in the caseof data error location specified in the error. By error correction decoding in a receiver automatically correct the transmission errors to achieve error correction code, known as forward error correction FEC. There are a lot of data-link noise, FEC can increase data throughput. Transmission code in the column by adding redundant bits (also known as error correction bits) can be achieved FEC. However, this method than a simple retransmission protocol to the high cost. Hamming code parity block mechanism reduces the use of forward error correction costs. Software are given below based on the most popular MCS-51 microcontroller Hamming code assembly language test program. It accounts for effective information length of 70% of the total coding and testing program automatically generates 11 bytes of raw data. The length of the original data block, or hold the actual situation according to the user to determine if the Hamming code of the test program encoding and decoding routines embedded in user applications, can be used directly.This topic is to study the use of C8051F MCU to achieve (7,4) hamming code encoding.Keywords：MCU;linear block codes; (7,4) hamming code目录第1章绪论 (1)第2章实验的软硬件环境 (2)2.1 VHDL语言的概述 (2)2.1.1 VHDL语言的发展历史 (2)2.1.2 VHDL语言的特点 (2)2.1.3 VHDL语言的开发流程 (3)2.1.4 VHDL的程序结构 (5)2.1.5 逻辑芯片的分类 (5)2.2 MAX+plusⅡ的使用 (9)第3章基于CPLD的PCM解码电路的设计 (12)3.1 PCM的概述 (13)3.2 解调PCM码的基本原理 (18)3.2.1 位同步的实现 ..................................................................错误！未定义书签。
(7,4)汉明码课程设计要点
通信原理课程设计基于VHDL 语言的（7，4）汉明码编译码的设计
第页共30页1 【摘要】本文主要介绍利用ALTERA
公司的Quartus II 软件实现（7，4）汉明码的编码和译码的设计，设计共分为三个模块：
m 序列产生与分组模块、编码模块、译码模块，实现
m 序列的分组输出。
在QuartusII 编辑环境下用VHDL 文本输入的输入方法编制程序，经编译正确后进行波形仿真，调试，从而验证设计的正确性。
关键字:汉明码，编码，译码，VHDL
【Abstract 】T his article propose a method for Hamming encoder and Hamming decoder
which is based on the VHDL language. It introduces the theory of Hamming encoder and Hamming decoder and the source program based on VHDL, and the way simulated and checked through QuartusII.Throughout the
whole design is totally
divided into three modules: the m sequence generated and the Packet Module,the
encoding module,the decoding Module.
Keywords: Hamming, coder,encoder, decoder ,VHDL。
通信原理设计报告(7-4)汉明码的编解码设计
4.3 （7，4）汉明码编码程序旳编译及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
第5章 （பைடு நூலகம்，4）汉明码译码器旳设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
QuartusⅡ设计软件提供完整旳多平台设计环境，可以很轻松地满足特定设计旳需要。它是可编程片上系统（SOPC）设计旳综合性环境，拥有FPGA和CPLD设计旳所有阶段旳解决方案。与其他EDA软件相比较，QuartusⅡ软件旳重要特点涉及：
可运用原理图、构造框图、VerilogHDL、AHDL和VHDL完毕电路描述，并将其保存为设计实体文献。
般旳计算机高级语言。VHDL旳程序构造特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一种元件，一种电路模块或一种系统）提成外部（或称可视部分)和内部（或称不可视部分），既波及实体旳内部功能和算法完毕部分。在对一种设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完毕后，其他旳设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体提成内外部分旳概念是VHDL系统设计旳基本点。应用VHDL进行工程设计旳长处如下几点：
（1）与其他旳硬件描述语言相比，VHDL具有更强旳行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳旳硬件描述语言。强大旳行为描述能力是避开具体旳器件构造，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统旳重要保证。
（2）VHDL丰富旳仿真语句和库函数，使得在任何大系统旳设计初期就能查验设计系统旳功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟。
（3）VHDL语句旳行为描述能力和程序构造决定了他具有支持大规模设计旳分解和已有设计旳再运用功能。符合市场需求旳大规模系统高效，高速旳完毕必须有多人甚至多种代发组共同并行工作才干实现。
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。
基于VHDL语言的(7,4)汉明码编译码的设计
通信原理课程设计报告书课题名称 基于VHDL 语言的（7，4）汉明码编译码的设计姓 名 *** 学 号 ********** 院 系 通信与电子工程学院专 业 通信工程 指导教师***※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2009级通信工程专业通信原理课程设计2011年12月30日基于VHDL 语言的（7，4）汉明码编译码的设计1 设计目的通过本课程设计巩固并扩展通信原理课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。
掌握（7，4）汉明码编码和译码的原理和设计步骤，掌握运用VHDL 语言对（7，4）汉明码的编译码的设计，有效地将理论和实际紧密结合，培养自己的创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
2 设计思路通过应用硬件描述语言VHDL ，编写（7，4）汉明码的编码和译码的程序，并对编译码程序进行编译和仿真分析。
通过运用相关工具画出（7，4）汉明码的编译码流程图和仿真图，并对相关结果进行分析，得出结论。
3 设计过程3.1 （7，4）汉明码的编码的原理和程序设计（n k ，）汉明码是在原编码的基础上附加一部分代码，使其满足纠错码的条件。
它属于线性分组码，由于汉明码的抗干扰能力较强，至今仍是应用比较广泛的一类码。
在（n k ，）汉明码中，（n -k ）可附加的监督码元是又信息马元的线性运算产生的。
码长为n ，信息码元长度为k ，2k 个码组（n k ，）构成n 维线性空间中的一个k 维子空间，编码的实质就是要在n 维线性空间中，找出一组为n 的k 个线性无关的矢量，使得每个码组a 都可以表示为k 个矢量的线性组合，其中， 1{01}01a i ∈=，，，，…，k-1。
因此，［1n a -，2n a -， … 0a ］是带编码信息的信息组，G 是一个k *n 阶矩阵，G 称为（n k ，）汉明码的生成矩阵。
当G 确定以后，编码的问题也就解决了。
根据监督码元由信息码元的线性运算产生的关系可知，监督码0a ，1a ，2a 满足以下关系式：265416530643a a a a a a a a a a a a=⊕⊕⎧⎪=⊕⊕⎨⎪=⊕⊕⎩ （3.1-1）由式（3.1-1）可算出三位监督位，再与信息位结合，可得到（7，4）汉明码。
通原实验课设(7、4汉明码)
西安工业大学现代通信原理实验课程设计报告题目：（7，4）汉明码编译码系统CPLD实现系（部）：电子信息工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：2011 年5 月29 日1[设计目的]通过本课程设计巩固并扩展通信原理课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。
结合EDA技术、数字通信技术和微电子技术，学习现代数字通信系统的建模和设计方法，使学生能有效地将理论和实际紧密结合，培养创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
⑴熟悉数字电路设计的一般方法，熟练地运用通信理论，进行数字基带信号、数字信号频带传输系统设计，掌握对数字基带信号的处理方法，并进行通信系统建模。
⑵熟悉和掌握QUARTUS软件的使用，按设计要求进行建模；⑶设计完成后，按学校规范统一书写格式撰写课程设计报告一份，包括：设计目的、设计要求、逻辑分析、设计总体电路、模块设计、模块程序（含对程序的说明）、仿真波形、实验结果分析、心得体会（不少于500字）、参考文献（不少于5篇）等。
3． [逻辑分析](7,4)汉明码的编码思路分析(7,4)汉明码的编码就是将输入的四位信息码编成七位的汉明码，即加入三位监督位。
根据式(2.2.0）A = [a6 a5a4a3] ·G可知，信息码与生成矩阵G的乘积就是编好以后的(7,4)汉明码，而生成矩阵G又是已知的，由式(1.1.9)得1 0 0 0 1 1 1G = 0 1 0 0 1 1 00 0 1 0 1 0 10 0 0 1 0 1 1所以，可以得出如下方程组a6 = a6a5 = a5a4 = a4a3 = a3a2 = a6+ a5+ a4a1 = a6+ a5+ a3a0 = a6+ a4+ a3根据上式就可以编出编码程序了。
2． [设计要求](7,4)汉明码的编码程序设计根据(7,4)汉明码的编码原理，首先画出程序设计的流程图：编码流程图输入信息码a 3a 2a 1a 0，输出(7,4)汉明码b 6b 5b 4b 3b 2b 1b 0。
(完整版)(7,4)汉明码编译码程序说明
（7，4）汉明码编译码原理程序说明书1、线性分组码假设信源输出为一系列二进制数字0和1.在分组码中，这些二进制信息序列分成固定长度的消息分组（message blocks ）。
每个消息分组记为u ，由k 个信息位组成。
因此共有2k 种不同的消息。
编码器按照一定的规则将输入的消息u 转换为二进制n 维向量v ，这里n>k 。
此n 维向量v 就叫做消息u 的码字（codeword ）或码向量（code vector ）。
因此，对应于2k 种不同的消息，也有2k 种码字。
这2k 个码字的集合就叫一个分组码（block code ）。
一个长度为n ，有2k 个码字的分组码，当且仅当其2k 个码字构成域GF （2）上所有n维向量空间的一个k 维子空间时被称为线性（linear ）（n ，k ）码。
对于线性分组码，希望它具有相应的系统结构（systematic structure ），其码字可分为消息部分和冗余校验部分两个部分。
消息部分由k 个未经改变的原始信息位构成，冗余校验部分则是n-k 个奇偶校验位（parity-check ）位，这些位是信息位的线性和（linear sums ）。
具有这样的结构的线性分组码被称为线性系统分组码（linear systematic block code ）。
本实验以（7，4）汉明码的编译码来具体说明线性系统分组码的特性。
其主要参数如下：码长：21mn =-信息位：21mk m =-- 校验位：m n k =-，且3m ≥ 最小距离：min 03d d ==由于一个（n ，k ）的线性码C 是所有二进制n 维向量组成的向量空间n V 的一个k 维子空间，则可以找到k 个线性独立的码字，0,1,1k g g g -…… ，使得C 中的每个码字v 都是这k 个码字的一种线性组合。
（7，4）汉明码的生成矩阵如下，前三位为冗余校验部分，后四位为消息部分。
0123 1 1 0 1 0 0 00 1 1 0 1 0 01 1 1 0 0 1 01 0 1 0 0 0 1g g G g g ⎧⎫⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪==⎨⎬⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎩⎭如果()0123u u u u u =是待编码的消息序列，则相应的码字可如下给出：()0101230011223323g g v u G u u u u u g u g u g u g g g ⎧⎫⎪⎪⎪⎪===+++⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎩⎭编码结构即码字()0123456v v v v v v v v =，对于（7，4）线性分组码汉明码而言，3456,,,v v v v 为所提供的消息序列，而0356v v v v =⊕⊕，1345v v v v =⊕⊕，2456v v v v =⊕⊕。
基于FPGA的汉明码译码器的设计毕业设计论文
毕业设计 (论文) 题目基于FPGA的汉明码译码器的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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基于FPGA的汉明码译码器的设计设计
基于FPGA的汉明码译码器的设计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 thepeinciple 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]。
基于FPGA和VHDL的汉明码编解码器设计
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
(7,4)汉明码编译码软件设计
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期计算机通信课程设计题目：（7,4）汉明码编译码软件设计专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：摘要汉明码是一种能自动检错并纠正一位错码的线性纠错码，用于信道编码与译码中，高通信系统抗干扰的能力。
本次课设主要是（7,4）汉明码的编译码软件设计,该软件可以对输入的多个四位信息码进行编码,对于接收的多个七位信息码可以进行译码,从而译出四位信息位.当接收到的信息码有一位错误时,可以纠正这一位错码,进而译出正确的信息码组,整个程序使用C语言编写.关键词：汉明码、编码、译码、检错、纠错目录一、C语言简介 (1)1.1什么是C语言 (1)1.2 C语言的特点 (1)1.3 运行C程序的步骤与方法 (2)二、汉明码编码 (4)2.1汉明码编码原理 (4)2.2监督矩阵 (6)2.3生成矩阵 (7)三、汉明码纠错检错 (9)3.1 汉明距离 (9)3.2 汉明码纠错原理 (9)四、汉明码编译码的实现过程 (10)4.1编码过程 (10)4.2译码过程 (10)五、软件设计及测试分析 (12)5.1程序流程图 (12)5.1.2 编码程序流程图 (12)5.1.3 译码程序流程图 (13)5.2 软件运行分析 (15)5.2.1主程序运行分析 (15)5.2.2 编码运行分析 (17)5.2.3 译码运行分析 (18)5.3 软件分析 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录 (22)一、C语言简介1.1什么是C语言C语言是一种计算机程序设计语言。
它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。
它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。
1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。
它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。
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。
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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。
当前的数字通信系统正朝着速度快、带宽大、体积小、集成度高的方向发展，并且发展极为迅猛，新技术层出不穷。
推动着种趋势的正是基于FPGA的设计技术，也就是现场可编程门阵列。
FPGA设备之所以成为通信系统领域硬件设计的首选设备，是因为FPGA设备功能强大之处有很多。
如现场可编程门阵列（FPGA）包含一个可编程门阵列逻辑电路矩阵。
这样在进行配置时，能使其创建一个可用于软件用途的硬件，并且以这种方式实现连接。
与处理器不同，FPGA使用逻辑处理专用硬件，不需要操作系统。
由于各条处理路径是平行的，不同的操作过程不会争夺相同的处理资源。
这意味着处理速度非常快，且用一个FPGA设备就可在不同的速率下运行多个控制回路。
此外，FPGA的可重构性可使设计者具有几乎无限的灵活性。
FPGA系统能随意为内部电路重新连线，在控制系统投入现场使用后进行配置。
目前全球的FPGA生产商Xilinx公司、Alter公司和迪莱斯半导体公司的芯片设计水平已经很高，无论从逻辑门的数量和芯片处理速度来看，都已经能够基本满足高速通信数据处理的需要Verilog HDL和VHDL一样，是集成电路设计中使用最广泛的硬件描述语言HDL （Hardware Description Language）之一。
作为硬件描述语言，他的特点主要有：1、能够在不同的抽象层次上，如系统级、行为级、门级和开关级，对设计系统进行精确而简练的描述；它大大简化了集成电路、数字电路、以及超大规模数字系统的设计、可以用Verilog HDL语言进行分块、分层描述自己的设计方案，一个大规模的数字系统就被分为很多模块。
2、能够在每个抽象层次上、模块上或者分段方案上进行仿真，这样不至于整个工程仿真出错而无从下手。
仿真的软件现在也有很多，例如Quartus Ⅱ、Xilinx ISE、Modelsim 等等。
3、代码描述与工艺实现无关，这样有利于设计的标准化，而且也大大提高了设计的可重用性，另外Verilog HDL与C编程语言很相似，如果学过C语言或C++语言的话，掌握Verilog HDL语言是很快的，而且掌握了Verilog HDL语言后对以后VHDL的学习也回有很大。
第二章实验软件与硬件简介2.1 Xilinx ISE简介2.1.1 Xilinx ISE简介Xilinx ISE(Integrated Synthesis Environment ,ISE)开发系统是Xilinx公司为CPLD及FPGA芯片开发的一套开发系统，其整合了电路设计(Design Entry)、合成(Synthesis)、功能模拟(Behavioral Simulation)、芯片规划(Implementation)(含布局线、引脚设定)、时序模拟(Timing Simulation)、Configuration下载等功能，并能在同一窗口内完成整合性开放。