基于FPGA的電子噴繪機數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展,在控制系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群途纫笤絹碓礁?因此需要在數(shù)據(jù)傳輸過程中引入差錯控制技術(shù).而差錯控制技術(shù)的主要實現(xiàn)方式是采用糾錯編碼技術(shù).糾錯碼是信息論的一個重要分支,研究糾錯碼是一項理論性與實踐性均很強的工作.RS(Reed-Solomon)碼是差錯控制領(lǐng)域中一類重要的線性分組碼,由于其具有很強的糾錯能力,因而被廣泛地應(yīng)用于各種現(xiàn)代通信系統(tǒng)中,以滿足對數(shù)據(jù)傳輸通道可靠性的要求.該文在電子噴繪機圖像處理系統(tǒng)的科研項目

2、中研究了基于EDA(Electronic Design Automation)技術(shù)的差錯控制硬件系統(tǒng)、RS(Reed-Solomon)碼的編譯碼方法以及基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的RS碼實現(xiàn)方法.首先,該文討論了電子噴繪機圖像處理系統(tǒng)硬件設(shè)計的要求,以及硬件系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)和功能劃分.詳細介紹了各個功能模塊所選用的芯片和時序關(guān)系,討論了基于LVDS(Low Voltage Different

3、ial Signaling)技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸.對硬件系統(tǒng)核心部份FPGA模塊進行了詳細介紹,并根據(jù)噴繪機硬件系統(tǒng)的要求,討論了如何對FPGA進行模塊劃分和功能實現(xiàn)等.其次,討論了該噴繪機系統(tǒng)所采用的RS碼的代數(shù)編碼和譯碼算法,以及伽羅瓦域(Galois)內(nèi)的運算規(guī)則.并針對該系統(tǒng)所用的RS(255,247)碼推導(dǎo)出了一些基本公式,包括生成多項式,伴隨式矩陣,關(guān)鍵方程等.接下來討論了RS(255,247)編碼過程和解碼過程的硬件設(shè)計,包括伽

4、羅瓦域內(nèi)的乘法器設(shè)計,伴隨式求解電路,Berlekamp算法電路等,在FPGA的設(shè)計過程中充分使用流水線技術(shù),使整個編碼和譯碼系統(tǒng)的效率有很大的提升.最后,介紹了RS(255,247)編碼和譯碼模塊在FPGA中的硬件實現(xiàn),并對該文設(shè)計的硬件系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)進行了仿真和實際的功能測試,并給出了功能仿真波形圖,以及仿真和實際測試的數(shù)據(jù).實踐證明,該文設(shè)計的硬件系統(tǒng)不僅能完全滿足噴繪機系統(tǒng)性能的需要,而且數(shù)據(jù)傳輸速度比原來提升一倍,顯著提高