基于FPGA的IRIG-B標準DC code編碼器VHDL設(shè)計
摘要:為了實現(xiàn)靶場時統(tǒng)終端輸出IRIG-B標準DC code信號,采用VHDL語言在FPGA邏輯電路中設(shè)計了DC code編碼器硬件電路,通過QuartusⅡ軟件建立工程文件對VHDL語言DC code編碼器電路進行編譯和仿真,獲得了符合IRIG-B標準的DC code信號。經(jīng)過實踐驗證,該電路具有實現(xiàn)方法簡單、電路穩(wěn)定性好、精度高的特點,實測同步精度小于1μs。
關(guān)鍵詞:IRIG-B;DC code;FPGA;VHDL
O 引言
在測控設(shè)備的時間統(tǒng)一系統(tǒng)向靶場試驗系統(tǒng)提供標準時間和頻率信號,以實現(xiàn)整個試驗系統(tǒng)的時間和頻率的統(tǒng)一,是由各種電子設(shè)備組成的一套完整系統(tǒng)。時統(tǒng)設(shè)備閣向用戶設(shè)備發(fā)送的時間信號中,含有時間信息編碼的串行時間碼,該碼應與標準時間精確同步的時間信號,適用于信道傳輸。IRIG(Inter Range Instrumentation Group)是美國RCC(Range Commanders Council)所屬的負責制定靶場標準等工作的機構(gòu),由其所屬TCG負責,制定了靶場時統(tǒng)和通信系統(tǒng)的標準。IRIG時間標準包括并行時間碼格式和串行時間碼格式,IRIG-B碼是串行時間碼格式,是我國標準化時統(tǒng)設(shè)備與用戶設(shè)備接口的時間信號標準的基礎(chǔ)。
1 IRIG-B標準DC碼
IRIG-B碼的幀頻是1幀/s,每一幀包括100個碼元(脈沖),每個碼元的準時參考點是該脈沖的前沿。IRIG-B碼采用脈寬調(diào)制的方法表示,碼元的脈沖寬度有3種,每種脈寬代表各自不同的信息,分別為脈寬2 ms代表二進制“0”、脈寬5 ms代表二進制“1”、脈寬8 ms代表該碼元為標識位。一幀IRIG-B由100個碼元組成,從參考碼元PR開始到位置識別標志P0結(jié)束。參考標志是由位置識別標志P0和相鄰的參考碼元PR組成的,PR的前沿即為該幀B碼的準秒時刻。在一幀B碼中,每10個碼元中有一個位置標示符,被記作P1,P2,P3,…,P9,P0。如圖1所示。
每幀中表示時間信息的碼元共有30個,時間信息采用二-十進制編碼,它所表達的時間包括:從00~59共7個碼元的‘秒’信息、從00~59共7個碼元的‘分’信息、從00~23共6個碼元的‘時’信息、從001~365或366共10位碼元的‘天’信息。幀中還有特標控制等信息。所有未攜帶信息的碼元其寬度均為2 ms。
2 VHDL語言實現(xiàn)
VHDL語言實現(xiàn)程序如下:
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