m序列發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　本文的主要內(nèi)容是移位寄存器74LS194的研究和m序列碼發(fā)生器的產(chǎn)生原理以及基于MAX+PLUS II、Protel 99SE軟件的實現(xiàn)。m序列碼發(fā)生器的產(chǎn)生原理和實現(xiàn)是CDMA通信中的核心，具有重要的理論價值和廣闊的應(yīng)用前景。文中基于對74LS194移位寄存器的研究，對偽隨機序列的特性及對m序列發(fā)生器的結(jié)構(gòu)進行了分析，運

2、用MAX+PLUS II的模擬仿真和Protel 99SE進行印刷電路板設(shè)計，驗證其正確性，最終產(chǎn)生m序列碼。</p><p>　　1.1 研究此課題的目的</p><p>　　偽隨機序列系列具有良好的隨機性和接近于白噪聲的相關(guān)函數(shù)，并且有預(yù)先的可確定性和可重復(fù)性。這些特性使得偽隨機序列得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1.2 偽隨機序列的應(yīng)用和意義</

3、p><p>　　1.2.1在通信加密中的應(yīng)用 </p><p>　　m序列自相關(guān)性較好，容易產(chǎn)生和復(fù)制，而且具有偽隨機性，利用m序列加密數(shù)字信號使加密后的信號在攜帶原始信息的同時具有偽噪聲的特點，以達到在信號傳輸?shù)倪^程中隱藏信息的目的；在信號接收端，再次利用m序列加以解密，恢復(fù)出原始信號[1]。</p><p>　　1.2.2 在雷達信號設(shè)計中的應(yīng)用 </p

4、><p>　　近年興起的擴展頻譜雷達所采用的信號是已調(diào)制的具有類似噪聲性質(zhì)的偽隨機序列，它具有很高的距離分辨力和速度分辨力。這種雷達的接收機采用相關(guān)解調(diào)的方式工作，能夠在低信噪比的條件下工作，同時具有很強的抗干擾能力。該型雷達實質(zhì)上是一種連續(xù)波雷達，具有低截獲概率性，是一種體制新、性能高、適應(yīng)現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭需要的雷達。采用偽隨機序列作為發(fā)射信號的雷達系統(tǒng)具有許多突出的優(yōu)點。首先，它是一種連續(xù)波雷達，可以較好地利用發(fā)射

5、機的功率。其次，它在一定的信噪比時，能夠達到很好的測量精度，保證測量的單值性，比單脈沖雷達具有更高的距離分辨力和速度分辨力。最后，它具有較強的抗干擾能力，敵方要干擾這種寬帶雷達信號，將比干擾普通的雷達信號困難得多[2]。</p><p>　　1.2.3 在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　偽隨機序列是一種貌似隨機，實際上是有規(guī)律的周期性二進制序列，具有類似噪聲序列的性質(zhì)，在CDMA中，

6、地址碼都是從偽隨機序列中選取的，在CDMA中使用一種最易實現(xiàn)的偽隨機序列：m序列，利用m序列不同相位來區(qū)分不同用戶；為了數(shù)據(jù)安全，在CDMA的尋呼信道和正向業(yè)務(wù)信道中使用了數(shù)據(jù)掩碼（即數(shù)據(jù)擾亂）技術(shù)，其方法是用長度為2的42次方減1的m序列用于對業(yè)務(wù)信道進行擾碼（注意不是擴頻），它在分組交織器輸出的調(diào)制字符上進行，通過交織器輸出字符與長碼PN碼片的二進制模工相加而完成。</p><p>　　1.3 偽隨機序列研究

7、現(xiàn)狀</p><p>　　迄今為止，人們獲得的偽隨機序列仍主要是PC（相控）序列，移位寄存器序列（m和M序列），Gold序列，GMW序列，級聯(lián)GMW序列，Kasami序列，Bent序列，No序列。</p><p>　　其中m序列是最有名和最簡單的,也是研究的最透徹的序列。m序列還是研究其它序列的基礎(chǔ)。它序列平衡，有最好的自相關(guān)特性，但互相關(guān)滿足一定條件的族序列數(shù)很少(對于本原多項式的階數(shù)小

8、于等于13的m序列，互為優(yōu)選對的序列數(shù)不多于6)，且線性復(fù)雜度很小。</p><p><b>　　1.4 研究內(nèi)容</b></p><p>　　首先研究生成序列的反饋移位寄存器、反饋邏輯函數(shù)。主要研究它們的生成、隨機特性以及相關(guān)特性。最后在理論證明的基礎(chǔ)上應(yīng)用Quartus II仿真驗證它們的正確性并仿真作出m序列相關(guān)特性圖形，用PROTEL 99SE繪制原理圖及PC

9、B圖。</p><p><b>　　2 移位寄存器</b></p><p>　　2.1 移位寄存器概述</p><p>　　移位寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中的重要邏輯部件，具有移位和寄存的功能，簡稱移存器。移存器從結(jié)構(gòu)上看，是將若干觸發(fā)器級聯(lián)起來。按數(shù)據(jù)輸入方式來分，有串行和并行兩種；而移位方向，則有左移和右移；按數(shù)據(jù)輸出也有串出和并出之分。商品化通用

10、寄存器可使數(shù)據(jù)串并出入，并可左右移位，應(yīng)用靈活方便。為了準(zhǔn)確分析移位，正確使用移存器，靈活運用移存器，這一節(jié)將做進一步的討論。</p><p>　　在數(shù)字系統(tǒng)中，常常要將寄存器中的數(shù)碼按時鐘的節(jié)拍向左移或右移一位或多位，能實現(xiàn)這種移位功能的寄存就稱為移位寄存器。顧名思義，移位寄存器具有數(shù)碼的寄存和移位兩個功能。若在時鐘脈沖的作用下，寄存器的數(shù)碼向左移動一位，則稱左移；若數(shù)碼依次向右移動一位，成為右移。</p

11、><p>　　移位寄存器的每一位也是由觸發(fā)器組成的，但由于它需要有移位功能，所以每位觸發(fā)器的輸出端與下一位觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端相連接，所有觸發(fā)器公用一個時鐘脈沖，使它們同步工作。但移位寄存器的次態(tài)受移位功能的限制，因為寄存器中的觸發(fā)器只能存儲1位二進制數(shù)，0或1，所以移位寄存器的次態(tài)只能有兩種情況。例如，原態(tài)為1011，當(dāng)它右移一位時，若移進的為1，則次態(tài)為1101；若移進的為0，次態(tài)則為0101[3]。</p&

12、gt;<p>　　2.2 移位寄存器原理</p><p>　　移位寄存器可分為單向移位寄存器（單向左移，單向右移）雙位移位存寄器寄存器。</p><p>　　2.2.1 4位右移寄存器</p><p>　　原理：單向移位寄存器由4個維持阻塞的D觸發(fā)器組成。4個D觸發(fā)器共用一個時鐘脈沖信號，因此為同步時序邏輯電路。數(shù)碼由最左邊的FF0的DI端串行輸入。&

13、lt;/p><p>　　由于D觸發(fā)器的驅(qū)動方程為：Qn+1=D</p><p>　　故 D0=DI，D1=Qn0，D2=Qn1，D3=Qn2</p><p>　　時鐘方程：CP0=CP1=CP2=CP3=CP</p><p>　　每一個觸發(fā)器的輸出→其右邊觸發(fā)器的輸入，則對應(yīng)每一個CP上升沿，數(shù)據(jù)右移一位。</p><

14、p>　　圖2.1 移位寄存器的右移</p><p>　　圖 2.2 右移寄存器的時序圖</p><p>　　表2.1 4位右移寄存器的狀態(tài)表</p><p>　　2.2.2 4位左移寄存器</p><p>　　原理：數(shù)碼由最右邊的FF3的 端串行輸入。每一個觸發(fā)器的輸出→其左邊觸發(fā)器的輸入，則對應(yīng)每一個CP上升沿，數(shù)據(jù)左移一

15、位。</p><p>　　時鐘方程：CP0=CP1=CP2=CP3=CP</p><p>　　圖2.3 移位寄存器的左移</p><p>　　說明：⑴ 移位寄存器（單項左移，右移）有相同的存儲單元組成（D觸發(fā)器）；</p><p>　?、?移位寄存器的位數(shù)由觸發(fā)器的個數(shù)決定；</p><p>　?、?各觸發(fā)器共用

16、一個時鐘信號，屬于同步時序電路[4]。</p><p>　　2.3 74LS194概述</p><p><b>　　2.3.1 概念</b></p><p>　　74LS194是一種典型的中規(guī)模集成移位寄存器。它有4個RS觸發(fā)器和一些門電路所構(gòu)成。圖2.4為它的管腳圖。</p><p>　　圖2.4 74LS194的管腳

17、圖</p><p>　　74LS194（4位雙向移位寄存器）是一種功能很強的通用寄存器，它的具體邏輯功能由管腳9和管腳10的S0，S1來確定。它具有并行輸入、并行輸出、左移和右移及保持等五個功能[5]。</p><p>　　2.3.2管腳及功能介紹</p><p>　　74LS194共有16個管腳，其中D0、D1、D2、D3為并行數(shù)據(jù)輸入端；Q0、Q1、Q2、Q3為

18、4個觸發(fā)器輸出端；SR為右移串行輸入端；SL為左移串行輸入端；S0、S1為操作模式控制端；CR為直接無條件清零端；CP為時鐘脈沖輸入端。</p><p>　　當(dāng)S0S1=00，為狀態(tài)保持；S0S1=01為數(shù)據(jù)右移；S0S1=10為數(shù)據(jù)左移；S0S1=11為并行送數(shù)。此外， 清除功能共5個功能。這些功能的實現(xiàn)是由邏輯圖中的門電路來保證的[6]。</p><p>　　表 2.2 74LS1

19、94 功能表</p><p>　　2.4 74LS194移位寄存器的應(yīng)用</p><p>　　移位寄存器應(yīng)用很廣，可構(gòu)成移位寄存器型計數(shù)器：順序脈沖發(fā)生器；可用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，或把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)等[7]。</p><p>　　在數(shù)據(jù)傳送體系轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送體系有兩種，包括串行傳送體系和并行傳送體系。</p>

20、<p>　　串行傳送體系：即每一節(jié)拍只傳送一位信息，N位數(shù)據(jù)需要N個節(jié)拍才能傳送出去；</p><p>　　并行傳送體系：一個節(jié)拍同時傳送N位數(shù)據(jù)</p><p>　　在數(shù)字系統(tǒng)中，兩種傳送體系均存在，如計算機主機對信息的處理和加工</p><p>　　是并行傳送數(shù)據(jù)的，而信息的傳播是串行傳送數(shù)據(jù)的，因此存在兩種數(shù)據(jù)傳送體</p><

21、;p><b>　　系的轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　串行∕并行轉(zhuǎn)換器 ：</p><p>　　在數(shù)字系統(tǒng)中，信息的傳播通常是串行的，而處理和加工往往是并行的，因此經(jīng)常要進行輸入、輸出的串、并轉(zhuǎn)換。</p><p>　　串行∕并行轉(zhuǎn)換器是指串行輸入的數(shù)碼，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路之后變換成并行輸出，用二片74LS194四位雙向移位句寄存器組成的七位串

22、行∕并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)換電路如圖2.5所示，其轉(zhuǎn)換過程的狀態(tài)變化如表2.3所示。</p><p>　　具體的轉(zhuǎn)換過程是：串行數(shù)據(jù)D6…D 0從SR端輸入（低位D0先入），并行數(shù)據(jù)從Q1~Q7輸出，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束的標(biāo)志碼0加在第一片的D0端，其他并行輸入端接1。清0啟動后，Q8=0，因此S1S0=01，第一個CP是74LS194完成預(yù)置操作。</p><p>　　例如，并行輸入數(shù)據(jù)0111111送

23、入Q1~Q8，由于此時Q8=1，S1S0=01，故以后的CP均實現(xiàn)右移操作，經(jīng)過七次右移后，七位串行碼全部移入移存器。此時Q1~Q7 =D6~D 0，且轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志碼已到達Q8，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，此刻可讀出并行數(shù)據(jù)。由于Q8=0，S1S0再次等于11，因此第9個CP使移位寄存器再次預(yù)置數(shù)，并重復(fù)上述過程。</p><p>　　圖2.5 七位串入-并處轉(zhuǎn)換電路圖</p><p>　　表2.3

24、七位串入-并處狀態(tài)表</p><p>　　七位并入—串出轉(zhuǎn)換電路 </p><p>　　圖2.6為它的轉(zhuǎn)換電路圖，其轉(zhuǎn)換過程的狀態(tài)變化如表2.4所示</p><p><b>　　具體的轉(zhuǎn)換過程是：</b></p><p>　　工作時ST = 0首先使啟動信號，則兩片74LS194的S1S0=11，第一個CP來到后執(zhí)行送數(shù)

25、操作，Q1~Q7=0d1d2d3d4d5d6d7，且2門輸出位1。啟動ST =1，1門輸出為0，S1S0=01，移存器執(zhí)行右移操作，經(jīng)過七次右移后Q0Q1Q2~Q7=11111110,七位并入代碼d1~d7全部從Q7串行輸出。此時由于Q1~Q6全為1，1門輸出為0（表示轉(zhuǎn)換結(jié)束），使S1S0=11，第九個CP后，移存器又重新置數(shù)，并重復(fù)上述過程。</p><p>　　圖2.6 七位并入-串出轉(zhuǎn)換電路</p&

26、gt;<p>　　表2.4 七位并入-串出狀態(tài)表</p><p><b>　　組成移位型計數(shù)器。</b></p><p>　　所謂移位型計數(shù)器，就是以移位寄存器為主體構(gòu)成的同步計數(shù)器，它的狀態(tài)遷移關(guān)系除第一級外必須具有移位功能，而第一即可根據(jù)需要移進“0”</p><p>　　或者“1”。所以，這類計數(shù)器的設(shè)計，只需對第一級進行設(shè)

27、計，而其他各級維持移位功能。</p><p>　　3. m序列發(fā)生器</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，偽隨機碼越來越受到人們的重視,被廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈,衛(wèi)星,飛船軌道測量和跟蹤,雷達,導(dǎo)航,移動通信,保密通信和通信系統(tǒng)性能的測量以及數(shù)字信息處理系統(tǒng)中。m序列是偽隨機碼中，帶線性反饋

28、移位寄存器的周期最長的一種最基本的序列[8]。</p><p>　　偽隨機碼，又稱偽隨機序列，是一種可以預(yù)先確定并可以重復(fù)地產(chǎn)生和復(fù)制,又具有隨機統(tǒng)計特性的二進制碼序列。在現(xiàn)代工程實踐中，偽隨機信號在移動通信，導(dǎo)航，雷達和保密通信，通信系統(tǒng)性能的測量等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。例如，在連續(xù)波雷達中可用作測距信號，在遙控系統(tǒng)中可用作遙控信號，在多址通信中可用作地址信號，在數(shù)字通信中可用作群同步信號,還可用作噪聲源以及在

29、保密通信中的加密作用等。偽隨機發(fā)生器在測距，通信等領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到人們重視[9]。</p><p>　　偽隨機信號與隨機信號的區(qū)別在于：隨機信號是不可預(yù)測的，它在將來時刻的取值只能從統(tǒng)計意義上去描述；偽隨機序列實質(zhì)上不是隨機的，而是收發(fā)雙方都知道的確定性周期信號。之所以稱其為偽隨機序列,是因為它表現(xiàn)出白噪聲采樣序列的統(tǒng)計特性，在不知其生成方法的偵聽者看來像真的隨機序列一樣。m序列作為一種基本的序列，具有很強的系

30、統(tǒng)性，規(guī)律性和相關(guān)性[10]。</p><p>　　m序列的理論發(fā)展比較成熟，實現(xiàn)比較方便，利用n級移位寄存器可以產(chǎn)生2n-1的m序列。目前，3G及beyond 3G仍是通信領(lǐng)域的研究熱點，其基本特征之一，就是碼分多址，其中的碼就是PN碼，PN碼的選擇直接影響到CDMA系統(tǒng)的容量，抗干擾能力，接入和切換速度等性能。因此，PN碼技術(shù)作為3G及beyond 3G移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，以得到廣泛的關(guān)注，研究和應(yīng)用

31、。在目前的CDMA系統(tǒng)IS-95中，就是采用基本的PN序列——m序列座位地址碼，利用它的不同相位來區(qū)分不同的用戶[11]。</p><p>　　m序列碼發(fā)生器是一種反饋移位型結(jié)構(gòu)的電路，它由n位移位寄存器加異或反饋網(wǎng)絡(luò)組成，其序列長度M＝2n-1，只有一個多余狀態(tài)即全0狀態(tài)，所以稱為最大線性序列碼發(fā)生器。由于其結(jié)構(gòu)已定型，且反饋函數(shù)和連接形式都有一定的規(guī)律，因此利用查表的方式就可以設(shè)計出m序列碼。</p&g

32、t;<p>　　通過拋硬幣的方法可以得到一個隨機序列，它具有兩個方面的特點:一是預(yù)先不可確定、不可重復(fù)實現(xiàn)。即在實驗前無法預(yù)知序列是怎樣的，而且在所有的序列中不可能有兩個是完全一致的。另一方面所有序列都具有某些共同的隨機特性，對二元序列Golomb總結(jié)了三條隨機性假設(shè):</p><p>　　R1 若序列的周期L為偶數(shù)，則0的個數(shù)與1的個數(shù)相等；若L為奇數(shù)，則0的個數(shù)比1的個數(shù)多1或少1。</p

33、><p>　　R2 長為1的游程占1/2，且0游程和1游程的個數(shù)相等或至多差一個。</p><p>　　R3 序列的異相自相關(guān)函數(shù)為一個常數(shù)，即序列為二值自相關(guān)序列。</p><p>　　能否產(chǎn)生真正的隨機序列一直都處在激烈的爭論中，但可以肯定的是隨機序列的產(chǎn)生、復(fù)制和控制在實際中都是難以實現(xiàn)的。如果一個序列，一方面它的結(jié)構(gòu)是可以預(yù)先確定的，并且可以重復(fù)的產(chǎn)生和復(fù)制；另

34、一方面又具有某種隨機特性(R1--R3)，便稱這種序列為偽隨機序列.簡單的講，偽隨機序列就是具有某種隨機特性的確定序列[12]。</p><p>　　3.2偽隨機序列理論的發(fā)展史</p><p>　　偽隨機序列的理論與應(yīng)用研究大體上可以分成三個階段:(1)純粹理論研究階段 (1948年以前)；(2)m序列研究的黃金階段(1948-1969)； (3)非線性生成器的研究階段 (1969-

35、)[13]。</p><p>　　1948年以前，學(xué)者們研究偽隨機序列的理論僅僅是因為其優(yōu)美的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。最早的研究可以追溯到1894年，作為一個組合問題來研究所謂的De Bruijn序列；上世紀(jì)30年代，環(huán)上的線性遞歸序列則成為人們的研究重點[14]。 </p><p>　　1948年Shannon信息論誕生后，這種情況得到了改變。偽隨機序列己經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在通信以及密碼學(xué)等重要的技術(shù)領(lǐng)域

36、。Shannon證明了“一次一密”是無條件安全的，無條件保密的密碼體制要求進行保密通信的密鑰量至少與明文量一樣大。因此在此后的一段時間內(nèi)，學(xué)者們一直致力于研究具有足夠長周期的偽隨機序列。如何產(chǎn)生這樣的序列是20世紀(jì)50年代早期的研究熱點。線性反饋移位寄存器 (LFSR)序列是這個時期研究最多的，因為一個n級LFSR可以產(chǎn)生周期為的最大長度序列，而且具有滿足Golomb隨機性假設(shè)的隨機特性，通常稱為m序列。這段時期的研究奠定了LFSR序列

37、的基本理論和一些經(jīng)典結(jié)論[15]。</p><p>　　但是，在1969年Massey發(fā)表了“移位寄存器綜合與BCH譯碼”一文，引發(fā)了序列研究方向的根本性變革，從此偽隨機序列的研究進入了構(gòu)造非線性序列生成器的階段。Berlekamp-Massey算法(簡稱B-M算法)指出:如果序列的線性復(fù)雜度為n，則只需要2n個連續(xù)比特就可以恢復(fù)出全部的序列。從這個結(jié)論可以看出m序列是一種“極差”的序列，它的線性復(fù)雜度太小，因而

38、不能夠直接用來做流密碼系</p><p>　　統(tǒng)的密鑰流序列。從這里還可以看到僅僅靠Golomb的三個隨機性假設(shè)來評測序列是不夠的，還需要其它的一些指標(biāo)。此后直到今天，密碼學(xué)界的學(xué)者們一直在努力尋找構(gòu)造“好”的偽隨機序列的方法[16]。</p><p>　　3.3 偽隨機序列的構(gòu)造方法</p><p>　　就現(xiàn)有的文獻，可以把構(gòu)造偽隨機序列的方法分成兩大類:一類是基

39、于數(shù)學(xué)的理論構(gòu)造偽隨機序列；另一類是基于LFSR構(gòu)造偽隨機序列。兩種構(gòu)造方法各有優(yōu)缺點，前者在理論上容易分析序列的隨機性質(zhì)，但往往不容易實現(xiàn)或者實現(xiàn)的代價比較高；而后者則恰恰相反，在工程上很容易實現(xiàn)，成本較低，但有的情況下不容易分析其隨機性質(zhì)。</p><p>　　基于數(shù)學(xué)理論構(gòu)造偽隨機序列又可以分為兩類:基于數(shù)論的構(gòu)造和基于有限域的構(gòu)造。前者利用的數(shù)學(xué)工具主要是二次剩余理論和割圓理論，像Legendre序列、J

40、acobi序列、m序列、差集序列和割圓序列等就屬于此類構(gòu)造；后者利用的數(shù)學(xué)工具主要是跡函數(shù)，像Bent序列、GMW序列和橢圓曲線序列等為該類構(gòu)造的代表[17]。</p><p>　　基于 LFSR的偽隨機序列生成器有很多，總體上可以分為兩大類:一類是用一個n元布爾函數(shù)作用于n個輸入比特，布爾函數(shù)的輸出作為密鑰流序列；另一類是用一個LFSR控制另一個LFSR。前者包含兩種生成器，即熟知的非線性組合生成器和非線性濾波

41、生成器。由于m序列的線性復(fù)雜度太小，不能直接用作密鑰流序列，因此通常采用將m序列作驅(qū)動序列，然后用一個布爾函數(shù)作用于這些驅(qū)動序列的方法來提高序列的線性復(fù)雜度。非線性組合生成器由n個LFSR和一個非線性組合器組成；非線性濾波生成器由一個LFSR和一個前饋邏輯組成。第二類生成器也包含兩種控制模型，鐘控生成器和縮減生成器。這兩種生成器的原理都是用一個控制序列對另一個基序列做不規(guī)則采樣。鐘控生成器是在基序列中插入新的符號，其輸出序列指數(shù)冪的依賴

42、于產(chǎn)生它的生成器的輸入?yún)?shù)；而縮減生成器包括自縮減生成器則是在基序列中刪除符號，這種構(gòu)造結(jié)構(gòu)簡單易于用硬件實現(xiàn)[18]。</p><p>　　3.4 m序列信號發(fā)生器原理</p><p>　　序列信號發(fā)生器是能夠循環(huán)產(chǎn)生一組或多組序列信號的時序電路，它可以用以為寄存器或計數(shù)器構(gòu)成。序列信號的種類很多，按照序列循環(huán)長度M和觸發(fā)器數(shù)目n的關(guān)系一般可分為三種：</p><p&

43、gt;　　最大循環(huán)長度序列碼，M＝2n。</p><p>　　最大線性序列碼（m序列碼），M=2n－1。</p><p>　　任意循環(huán)長度序列碼，M＜2n[19]。</p><p>　　3.5 m序列的基本特性</p><p>　　歸納起來，m序列的基本特性有：</p><p>　　由n級移位寄存器產(chǎn)生的m序列，其周期

44、為N=2n-1；</p><p>　　在每個周期中，“1”碼出現(xiàn)2n-1次，“0”碼出現(xiàn)2n-1-1次，即0,1出現(xiàn)的概率幾乎相等。</p><p>　　m序列和其移位后的序列逐位模二相加，所得的序列還是m序列，只是相移不同而已。例如1110100與向右移三位的1001110，模二相加后的結(jié)果是0111010，相當(dāng)于原序列向右移一位后的序列，仍是m序列。</p><p&

45、gt;　　m序列發(fā)生器中移位寄存器的各種狀態(tài)，除全0狀態(tài)外，其它狀態(tài)只在序列中出現(xiàn)一次。如7位m序列中順序出現(xiàn)的狀態(tài)為：111，110，101，010，100，001和011，然后再回到初始狀態(tài)。</p><p>　　分布無規(guī)律，具有與白噪聲相似的偽隨機性[20]。</p><p>　　3.6 m序列結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　m序列是由多級移位寄存器的基礎(chǔ)上，加上

46、異或反饋電路構(gòu)成的。在二進制移位寄存器發(fā)生器中，若為n級，則能產(chǎn)生的最大長度的碼序列為2n-1位。現(xiàn)在來看看如何由多級移位寄存器經(jīng)線性反饋產(chǎn)生周期性的m序列的。如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 簡單最長線性序列信號發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　這是一個簡單最長線性序列信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖，D1，D2，D3為三級移位寄存器。</p><p>　　3.7

47、 m序列產(chǎn)生的基本原理</p><p>　　移位寄存器的作用為在時鐘脈沖驅(qū)動下，能將暫存的“0”或“ 1”逐級向右。模二加法器的作用為圖3-2所示，即0+0=0,0+1=1,1+0=1，1+1=0。圖3.1中D2，D3輸出的模二和反饋為D1的輸入。在圖3.3中示出，在時鐘脈沖的驅(qū)動下，三級移位存儲器的暫存數(shù)據(jù)按列改變。D3的變化即輸出序列。如移位寄存器各級的初始狀態(tài)為111時，輸出的序列為1110010。在輸出周

48、期為23-1=7時，D1，D2，D3又回到111狀態(tài)。在時鐘脈沖的驅(qū)動下，輸出序列作周期性的重復(fù)。因7位為其所能產(chǎn)生的最長碼序列，1110010則為m序列。</p><p>　　這一個簡單的例子說明：m序列的最大長度取決于移位寄存器的級數(shù)，而碼的結(jié)構(gòu)取決于反饋抽頭的位置和數(shù)量。不同抽頭組合可以產(chǎn)生不同長度和不同結(jié)構(gòu)的碼序列，有的抽頭組合并不能產(chǎn)生最長周期的序列。對于何種抽頭能產(chǎn)生何種長度和結(jié)構(gòu)的碼序列，已經(jīng)進行了

49、大量的研究工作?，F(xiàn)在已經(jīng)得到3—100級m序列發(fā)生器的連接圖和所產(chǎn)生的m序列結(jié)構(gòu)，如表3.1所示，例如，4級移位寄存器產(chǎn)生的15位m序列為111101011001000。同理，我們不難根據(jù)m序列反饋函數(shù)表得到31，63，127，255，511，1023…位的m序列。</p><p><b>　　圖3.2 模二加法</b></p><p>　　表3.1 m序列反饋函數(shù)表

50、</p><p>　　由上面的簡單7位m序列發(fā)生器的例子，我們可以得出n級m序列發(fā)生器的示意圖及反饋函數(shù)是如何產(chǎn)生的.如圖3.4所示:</p><p>　　圖3.3線性反饋移位寄存器序列的產(chǎn)生示意圖</p><p>　　這個線性序列信號發(fā)生器是由n級移位寄存器，加上異或反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的。其中C0，C1…Cn為反饋系數(shù)，這些特征系數(shù)的取值為“0”或“1”，由異或網(wǎng)絡(luò)組合

51、邏輯產(chǎn)生的輸出an，如圖3.5所示：</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p>　　上式可根據(jù)已得出的m序列反饋函數(shù)表得出。</p><p>　　值得注意的是，與m序列碼相似的是M序列碼。</p><p>　　如果反饋邏輯中的運算含有乘法運算或其它邏輯運算，則成為非線性反饋邏輯。由非線性反饋邏輯和移位

52、寄存器構(gòu)成的序列發(fā)生器所能產(chǎn)生最大長度序列就叫做最大長度非線性移位寄存器序列，或叫做M序列，M序列的最大長度為2n。</p><p>　　在實際工程應(yīng)用中，m序列比較成熟，但M序列與m序列相比較，最大的優(yōu)點就是數(shù)量大，即同樣級數(shù)N的移位寄存器能夠產(chǎn)生平移不等價M序列的總數(shù)比m序列大的多，且隨N的增大而迅速增加。 </p><p>　　3.8 m序列的產(chǎn)生</p><p

53、>　　對前面兩節(jié)內(nèi)容的介紹，我們已經(jīng)對m序列的基本特性和相關(guān)原理有了初步的了解，本節(jié)主要闡述m序列是怎么產(chǎn)生的。</p><p>　　m序列是數(shù)字電路在通信中比較常用的一種形式。m序列發(fā)生器的設(shè)計和實現(xiàn)方法很多，既可以用硬件（反饋移位寄存器）通過加法器產(chǎn)生，也可以有軟件產(chǎn)生。鑒于本文是對m序列的初步研究，所以接下來只討論用硬件方法實現(xiàn)7位m序列碼發(fā)生器。</p><p>　　m序列碼

54、發(fā)生器是一種反饋移位型結(jié)構(gòu)的電路，它由n位移位寄存器加異或反饋網(wǎng)絡(luò)組成，其序列長度為M=2n-1，只有一個多余狀態(tài)即全0狀態(tài)，所以稱為最大線性序列碼發(fā)生器。由于其結(jié)構(gòu)已定型，且反饋函數(shù)和連接形式都有一定的規(guī)律，因此可以根據(jù)查表的方式（表3-1）反饋函數(shù)F和移存器位數(shù)n的對應(yīng)關(guān)系。</p><p>　　本文研究M=1023的m序列碼，首先根據(jù)M=2n-1，確定n=10，再查表可得反饋函數(shù)F。從而得出電路設(shè)計方法、邏

55、輯電路圖。</p><p>　　4. 設(shè)計涉及軟件介紹</p><p>　　4.1 Protel的簡要介紹</p><p>　　Protel是Protel公司在80年代末推出的一款功能強大的電路CAD軟件。</p><p>　　其所設(shè)計的電子電路的產(chǎn)品，涵蓋了從小型的電子產(chǎn)品，一直到復(fù)雜的電子計算機是目前國內(nèi)電子行業(yè)使用最為廣泛的電路設(shè)計

56、軟件。我所應(yīng)用的PROTEL 99SE是Protel公司推出的最新版本應(yīng)用于電路原理圖設(shè)計，電路板設(shè)計等，是EDA行業(yè)的主流產(chǎn)品。它不僅在繪制原理圖，PCB版布局布線等方面功能更加完善，而且為用戶提供了功能強大，使用方便的仿真器，它可以對所畫的電路原理圖進行即時仿真，因此在電路的整個設(shè)計周期都可以仿真查看和分析其性能指標(biāo)，以及便時的發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題并加以修正，從而更好的完成電路設(shè)計。Protel基于Windows環(huán)境，功能強大，人機

57、界面友好，能讓人們在具有在完整的功能環(huán)境下，提升設(shè)計上的品質(zhì)和效率[21]。</p><p>　　4.2 PROTEL 99SE軟件的組成和特點</p><p>　　4.2.1 PROTEL 99SE軟件的組成</p><p>　　Protel 99se由五大系統(tǒng)構(gòu)成：</p><p>　　1.原理圖設(shè)計系統(tǒng)---原理圖設(shè)計系統(tǒng)是用于原理圖

58、設(shè)計的Advanced Schematic系統(tǒng)。這部分包括用于設(shè)計原理圖的原理圖編輯器Sch以及用于修改生成零件的零件庫編輯器SCHLib。</p><p>　　2.印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)---印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)使用于電路板設(shè)計的Advanced PCB。這部分包括用于設(shè)計電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改，生成零件封裝的零件封裝編輯器PCBLib。</p><p>　　3.信號模擬仿真系

59、統(tǒng)---信號模擬仿真系統(tǒng)是用于原理圖上進行信號模擬仿真的SPICE 3f5系統(tǒng)。</p><p>　　4.可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)---可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)是基于CUPL的集成于原理圖設(shè)計系統(tǒng)的PLD設(shè)計系統(tǒng)。</p><p>　　5.Protel 99se內(nèi)置編輯器---這部分包括用于顯示，編輯文本的文本編輯器Text和用于顯示，編輯電子表格的電子表格編輯器Spread。</p>

60、<p>　　4.2.2 PROTEL 99SE軟件的主要特點</p><p>　　1. PROTEL 99SE系統(tǒng)針對WindowsNT4/9X作了純32位代碼優(yōu)化，使得PROTEL 99SE設(shè)計系統(tǒng)運行穩(wěn)定而高效。</p><p>　　2.SmartTool(智能工具)技術(shù)將所有的設(shè)計工具集成在單一的設(shè)計環(huán)境中：SmartDoc(智能文檔)技術(shù)將所有的設(shè)計數(shù)據(jù)文件存儲在單一的設(shè)

61、計數(shù)據(jù)庫中，有設(shè)計管理器來統(tǒng)一管理；SmartTeam（智能工作組）技術(shù)能讓通過網(wǎng)絡(luò)安全地對同一設(shè)計進行單獨設(shè)計，再通過工作組管理功能將各個部分集成到設(shè)計管理器中。</p><p>　　3.對電路印刷版設(shè)計時的自動布局采用不同的兩種布局方式，即組群式和基于統(tǒng)計方式，新增加了自動布局規(guī)則設(shè)計功能；增強的交互式布局和布線模式。</p><p>　　4.電路板信號完整性規(guī)則設(shè)計和檢查功能可以檢測

62、出潛在的阻抗匹配，信號傳播延時和信號過載等問題：廣泛的集成向?qū)Чδ芤龑?dǎo)設(shè)計人員完成復(fù)雜的工作。</p><p>　　5.原理圖到印刷電路板的更新功能加強了Sch和PCB之間的聯(lián)系；可以用標(biāo)準(zhǔn)或用戶自定義模板來生成新的原理圖文件；集成的原理圖設(shè)計系統(tǒng)收集了超過6000個元器件。</p><p>　　6.通過完整的SPICE 3f5仿真系統(tǒng)可以在原理圖中直接進行信號仿真；可以選擇超過60種工業(yè)

63、標(biāo)準(zhǔn)計算機電路板布線模塊，或者用戶可以自己生成一個電路板模塊。</p><p>　　PROTEL 99SE軟件在仿真方面的特點：</p><p>　　PROTEL 99SE提供了高級數(shù)模器件混合仿真器，它可以精確地仿真各種器件構(gòu)成的電路，在仿真方面的特點有：</p><p><b>　　1.強大的分析功能</b></p><

64、p>　　用戶可以根據(jù)PROTEL 99SE電路仿真器提供的功能，分析設(shè)計電路的各個方面的性能，如電路的交直流特性，溫度漂移，噪聲，失真，容差，最壞情況等特性。</p><p><b>　　2.豐富的信號源</b></p><p>　　其中包括基本的信號源:直流源，正旋源，脈沖源，指數(shù)源，單頻調(diào)頻源，分段線性源，同時還提供了豐富的線性和非線性源。</p>

65、;<p>　　3.充分的模型仿真庫</p><p>　　PROTEL 99SE提供了20多個數(shù)字和模擬仿真元件庫，共包含6000多個常用元器件。這組庫中包括常用的二極管，三極管，單結(jié)晶體管，變壓器，晶閘管，雙向雙晶閘管等分立組件，還有大量的數(shù)字器件和其它電路器件。</p><p><b>　　4.友好的操作界面</b></p><p&

66、gt;　?。?）無需手工編寫電路網(wǎng)表文件。系統(tǒng)將根據(jù)所畫的電路圖自動生成網(wǎng)表文件并進行仿真。</p><p>　?。?）通過對話框完成電路分析各參數(shù)設(shè)置。</p><p>　?。?）方便的觀察波形信號?？赏瑫r顯示多個波形，也可單獨顯示某個波形；對波形進行多次局部放大，也可將兩個波形放置與同一個單元格內(nèi)進行顯示并分析比較兩者的差別。</p><p>　?。?）強大的波

67、形信號后處理，可利用各數(shù)字函數(shù)對波形進行各種分析運算并創(chuàng)建一個新的波形。</p><p>　?。?）方便的測量輸出波形。PROTEL 99SE提供了兩個測量光標(biāo)，打開它們可測量波形數(shù)據(jù)。</p><p>　　4.3 用PROTEL 99SE軟件進行電路設(shè)計的基本步驟</p><p>　　用PROTEL 99SE軟件進行電路設(shè)計的基本步驟是：</p>&

68、lt;p><b>　　1.設(shè)計電路原理圖</b></p><p>　　電路原理圖的設(shè)計是整個電路設(shè)計的基礎(chǔ)，因此電路原理圖要設(shè)計好，以免影響后面的設(shè)計工作。電路原理圖的的設(shè)計一般有以下幾個步驟：</p><p>　?。?）設(shè)置原理圖設(shè)計環(huán)境；</p><p><b>　?。?）放置元件；</b></p>

69、<p><b>　?。?）原理圖布線；</b></p><p><b>　?。?）編輯和整理；</b></p><p><b>　?。?）檢查原理圖</b></p><p><b>　　（6）生成網(wǎng)絡(luò)表。</b></p><p><b&g

70、t;　　2.設(shè)計印刷電路板</b></p><p><b>　?。?）規(guī)劃電路板；</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計參數(shù)；</b></p><p><b>　?。?）裝入網(wǎng)絡(luò)表；</b></p><p><b>　?。?）元器件布局；<

71、/b></p><p><b>　?。?）自動布線；</b></p><p><b>　?。?）手工調(diào)整。</b></p><p>　　4.4 10級m序列碼發(fā)生器的設(shè)計</p><p>　　下面以7位m序列碼發(fā)生器的設(shè)計來說明PROTEL 99SE在電路設(shè)計中的應(yīng)用。</p>

72、<p><b>　　1.設(shè)計電路原理圖</b></p><p>　　原理圖最基本的要求是正確性，其次是布局合理，最后是在正確性和布局合理的前提下要求美觀。根據(jù)以上的電路圖設(shè)計步驟，7位m序列發(fā)生器的</p><p><b>　　設(shè)計過程如下：</b></p><p>　　(1)啟動原理圖設(shè)計服務(wù)器</p&g

73、t;<p>　　進入PROTEL 99SE，創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行File/New命令，從框圖則服務(wù)器（Schematic Document）圖標(biāo),雙擊該圖標(biāo)，建立原理圖設(shè)計文檔。雙擊圖標(biāo)，進入原理圖設(shè)計服務(wù)器。如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 建立文檔截圖</p><p>　　(2)設(shè)置原理圖設(shè)計環(huán)境</p><p>　　執(zhí)行Design

74、/Options和Tool/Preferences，設(shè)置圖紙大小，捕捉柵格，電器柵格等。</p><p>　　(3)裝入所需的元件庫</p><p>　　在設(shè)計管理器中選擇Browse SCH頁面，在Browse區(qū)域中的下拉菜單框中選擇Library，單擊Add/Remove按鈕，在彈出的子窗口中尋找PROTEL 99SE子目錄，在該目錄中選擇Library/SCH路徑，在元件庫列表中選擇

75、所需的元件庫，單擊Add按鈕，即可把元件庫添加到元件庫管理器中。如圖4.2所示：</p><p>　　圖4.2 元件庫截圖</p><p><b>　　(4)放置元件</b></p><p>　　根據(jù)電路的需要，在元件庫中找出所需的元件，然后用元件管理器的Place按鈕將元件放在工作上，再根據(jù)元件之間的走線把元件調(diào)整好。</p>

76、<p><b>　　(5)原理圖布線</b></p><p>　　利用PROTEL 99SE提供的各種工具，指令進行布線，將工作平面上的器件用電器意義的導(dǎo)線，符號連接起來，再根據(jù)元件之間的走線吧元件調(diào)整好。</p><p><b>　　(6)編輯和調(diào)整</b></p><p>　　利用PROTEL 99SE所提供

77、的各種強大功能對原理圖進行進一步的調(diào)整和修改，以保證原理圖的正確和美觀。同時對元件編號，封裝進行定義和設(shè)定。</p><p><b>　　(7)檢查原理圖</b></p><p>　　使用PROTEL 99SE的電氣規(guī)則，即執(zhí)行菜單命令Tool/REC對畫好的電路圖進行電氣規(guī)則的檢查。若有錯誤進行改正。</p><p><b>　?。?/p>

78、8）生成網(wǎng)絡(luò)表</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計和印刷電路板之間的橋梁，執(zhí)行菜單命令Design/Creat Netlist可以生成具有文件名，元件封裝，參數(shù)及元件之間連接關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)表。</p><p>　　經(jīng)過以上步驟，完成了對10級m序列碼發(fā)生器的電路原理圖的設(shè)計。如</p><p><b>　　圖4.3所示：</b

79、></p><p>　　圖4.3 10級m序列發(fā)生器電路原理設(shè)計圖</p><p><b>　　印刷電路板的設(shè)計</b></p><p>　　電路設(shè)計的最終目的是為了出設(shè)計電子產(chǎn)品，而電子產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)</p><p>　　是通過印刷電路板實現(xiàn)的。PROTEL 99SE為設(shè)計者提供了一個完整的電路板設(shè)計環(huán)境，使電路

80、設(shè)計更加方便有效。應(yīng)用PROTEL 99SE設(shè)計印刷電路板的過程如下：</p><p>　　啟動印刷電路板設(shè)計服務(wù)器</p><p>　　執(zhí)行菜單File/New命令，從框中選擇PCB設(shè)計服務(wù)器（PCB Document）</p><p>　　圖標(biāo)，建立PCB設(shè)計文檔。雙擊文檔圖標(biāo)，進入PCB設(shè)計服務(wù)器界面。如圖4.4所示：</p><p>

81、　　圖４.４ 建立PCB文檔</p><p><b>　　（2）規(guī)劃電路板</b></p><p>　　根據(jù)要設(shè)計的電路確定電路板大小。選取Keep Out Layer復(fù)選框，執(zhí)行菜單命令Place/Keepout/Track，繪制電路班的邊框。執(zhí)行菜單Design/Options，在“Singal Lager”中選擇Bottom Lager，把電路板定義為單面板。&

82、lt;/p><p><b>　?。?）設(shè)置參數(shù)</b></p><p>　　參數(shù)設(shè)置是電路板設(shè)計非常重要的步驟，執(zhí)行菜單命令Design/Rules，左鍵單擊Routing按鈕，根據(jù)設(shè)計要求，在規(guī)則類中（Rules Class）設(shè)計參數(shù)。</p><p>　　（4）裝入元件封裝庫 </p><p>　　執(zhí)行菜單命令Desig

83、n/Add/Remove library，在“添加/刪除元件庫”對話框中，選取所有元件對應(yīng)的元件封裝庫。</p><p><b>　?。?）狀如網(wǎng)絡(luò)表</b></p><p>　　執(zhí)行菜單Design/Load Nets命令，然后在彈出的窗口單擊Browse按鈕，再在彈出的窗口中選擇電路原理圖設(shè)計生成的網(wǎng)絡(luò)表文件（擴展名為NET），如果沒有錯誤，單擊Execute。若

84、出現(xiàn)錯誤，必須更改錯誤。</p><p><b>　?。?）元器件布局</b></p><p>　　PROTEL 99SE既可以進行自動布局，也可以進行手動布局，執(zhí)行菜單Tool/Auto Placement/Auto Placer可以自動布局。布局是布線關(guān)鍵性的一步，為了布局更加合理，做好采用手工布局方式。</p><p><b>

85、　?。?）自動布線</b></p><p>　　PROTEL 99SE采用世界最先進的無網(wǎng)絡(luò)，基于形狀的對角線自動布線 </p><p>　　技術(shù)。執(zhí)行菜單命令A(yù)uto Routing/All，并在彈出的窗口中單擊Route </p><p>　　All按鈕，程序即對電路印刷板進行自動布線。只要設(shè)置有關(guān)參數(shù)，</p><p>　　

86、元件布局合理，自動布線的成功率是100%的。</p><p>　?。?）手工調(diào)成自動布線結(jié)束后可能存在一些令人不滿意的地方，可以手工調(diào)整，把電路板設(shè)計的盡善盡美。</p><p>　?。?）打印輸出電路印刷板圖執(zhí)行菜單File/Print/Preview，形成擴展名為PPC的文件，在執(zhí)行菜單命令File/Print job就可以打印輸出印刷板電路圖。如圖4.5所示：</p>

87、<p>　　圖4.5 10級m序列發(fā)生器PCB印刷電路圖</p><p>　　4.5 MAX+PLUS II簡介</p><p>　　Max+plusⅡ是Altera公司上一代的PLD開發(fā)軟件，提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境，Altera是世界上最大可編程邏輯器件的供應(yīng)商之一。Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，被譽為業(yè)界最易用易學(xué)的EDA軟件。在Max+plusⅡ上可以

88、完成設(shè)計輸入、元件適配、時序仿真和功能仿真、編程下載整個流程，它提供了一種與結(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計環(huán)境，使設(shè)計者能方便地進行設(shè)計輸入、快速處理和器件編程。目前Altera已經(jīng)停止開發(fā)MaxplusII，而轉(zhuǎn)向QuartusII軟件平臺。</p><p>　　4.6 MAX+PLUS II軟件特點</p><p><b>　　1、開放的界面</b></p><

89、;p>　　Max+plusⅡ支持與Cadence，Exemplarlogic，Mentor Graphics，Synplicty，Viewlogic和其它公司所提供的EDA工具接口。</p><p><b>　　2、與結(jié)構(gòu)無關(guān)</b></p><p>　　Max+plusⅡ系統(tǒng)的核心Complier支持Altera公司的FLEX10K、FLEX8000、FLEX

90、6000、MAX9000、MAX7000、MAX5000和Classic可編程邏輯器件，提供了世界上唯一真正與結(jié)構(gòu)無關(guān)的可編程邏輯設(shè)計環(huán)境。</p><p><b>　　3、完全集成化</b></p><p>　　Max+plusⅡ的設(shè)計輸入、處理與較驗功能全部集成在統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境下，這樣可以加快動態(tài)調(diào)試、縮短開發(fā)周期。</p><p><

91、;b>　　4、豐富的設(shè)計庫</b></p><p>　　Max+plusⅡ提供豐富的庫單元供設(shè)計者調(diào)用，其中包括74系列的全部器件和多種特殊的邏輯功能（Macro-Function）以及新型的參數(shù)化的兆功能（Mage-Function）。</p><p><b>　　5、模塊化工具</b></p><p>　　設(shè)計人員可以從各

92、種設(shè)計輸入、處理和較驗選項中進行選擇從而使設(shè)計環(huán)境用戶化。</p><p>　　6、硬件描述語言（HDL）</p><p>　　Max+plusⅡ軟件支持各種HDL設(shè)計輸入選項，包括VHDL、Verilog HDL和Altera自己的硬件描述語言AHDL。</p><p>　　7、Opencore特征</p><p>　　Max+plusⅡ軟

93、件具有開放核的特點，允許設(shè)計人員添加自己認(rèn)為有價值的宏函數(shù)。</p><p>　　4.7 VHDL語言實現(xiàn)</p><p>　　10級偽隨機信號產(chǎn)生的程序</p><p>　　LIBRARY IEEE;</p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; </p><p>　　USE IE

94、EE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; </p><p>　　USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; 調(diào)用庫及函數(shù)</p><p>　　ENTITY LP IS 定義實體</p><p>　　PORT(clk:IN STD_LOGIC;</p&

95、gt;<p>　　Reset :IN STD_LOGIC;</p><p>　　b:OUT STD_LOGIC); 定義端口管腳</p><p>　　END LP; 結(jié)構(gòu)名</p><p>　　ARCHITECTURE sample OF LP IS</p&g

96、t;<p>　　COMPONENT dff</p><p>　　PORT(d,clk:IN STD_LOGIC;</p><p>　　q:OUT STD_LOGIC); </p><p>　　END COMPONENT;</p><p>　　SIGNAL z:STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0)

97、:="0000000000";</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　gl:FOR i IN 0 to 8 GENERATE</p><p>　　dffx:dff PORT MAP(Z(i),clk,z(i+1));</p><p>　　END GENERATE ;<

98、;/p><p>　　PROCESS(clk)IS</p><p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　IF (rising_edge(clk))THEN</p><p>　　IF (z="0000000000")THEN</p><p>　　z(0)<=

99、9;1';</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　Z(0)<=z(6)XOR Z(9) </p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b>

100、</p><p>　　END PROCESS;</p><p><b>　　b<=z(9);</b></p><p>　　END ARCHITECTURE sample;</p><p>　　4.8 仿真數(shù)據(jù)及結(jié)果</p><p>　　10級偽隨機信號產(chǎn)生的仿真圖</p>&l

101、t;p><b>　　5. 結(jié)論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計基本達到了設(shè)計的要求，通過本次畢業(yè)設(shè)計我了解了CPLD的特點以及其設(shè)計方法，基本掌握了MAX+PLUS II的使用方法和VHDL語言的編寫特點，PROTEL 99SE軟件的基本特點及繪制原理圖、PCB圖的方法。雖然在整個設(shè)計中不乏很多遺憾的地方，但是學(xué)到了工程設(shè)計的基本流程和方法，同時在面對困難時，我也感受到應(yīng)具

102、備堅忍不拔，迎難而上的精神。</p><p>　　2013年3月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計工作，5月我開始論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 </p><p>　

103、　3月，在與導(dǎo)師的交流討論中我的題目定了下來，是：m序列發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)。當(dāng)選題定下來的時候，我當(dāng)時便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。而且實現(xiàn)m序列有單片機和春硬件電路兩種方法，這是我更加迷茫。我將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 </p><p>　　在搜集資料的過程中，我認(rèn)真準(zhǔn)備了一個筆記本。我在學(xué)校圖書館搜集資料，

104、還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上或下載，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。然后我將收集到的資料仔細(xì)整理分類，及時和同組同學(xué)進行溝通。 </p><p>　　4月初，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手程序編寫、電路設(shè)計。在編寫過程中遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，程序逐漸完善。 </p><

105、;p>　　5月初，程序已經(jīng)完成。5月開始進行相關(guān)論文寫作。當(dāng)我終于完成了所有設(shè)計、編程、調(diào)試、仿真、論文排版、校對的任務(wù)后整個人都很累，但同時看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計稿件我的心里是甜的，我覺得這一切都值了。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在論文中我充分地運用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識。 </p><p>　　我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)論文的制作給了我難忘的回憶。在我徜徉書海查找資

106、料的日子里，面對無數(shù)書本的羅列，最難忘的是每次找到資料時的激動和興奮；親手編寫程序的時間里，調(diào)試好沒一條程序?qū)崿F(xiàn)時那幸福的心情；為了論文我曾趕稿到深夜，但看著親手打出的一字一句，心里滿滿的只有喜悅毫無疲憊。這段旅程看似荊棘密布，實則蘊藏著無盡的寶藏。我從資料的收集中，掌握了很多EDA技術(shù)，偽隨機信號的知識，讓我對我所學(xué)過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當(dāng)今偽隨機信號的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。在整個過程中，我學(xué)到了新知識，增長了見識。在今后

107、的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。 </p><p>　　腳踏實地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]

108、杜克.CPLD應(yīng)用與VHDL編程.北京：清華大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[2]周潤景.基于Quartus II的FPGA/CPLD數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計實例.北京：電子工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[3]王開軍.面向CPLD/FPGA的VHDL設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[4]姜立冬.VHDL語言程序設(shè)計及應(yīng)用.北京：北

109、京郵電大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[5]湯井田.基于CPLD的逆重復(fù)M序列偽隨機信號發(fā)生器.工程地球物理學(xué)報，2008</p><p>　　[6]邢建平，曾繁泰.VHDL程序設(shè)計教程（第3版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[7]陳清華，許以金.擴頻碼分多址通信的關(guān)鍵技術(shù).現(xiàn)代通信,2002,第9期</p>&

110、lt;p>　　[8]潘松 黃繼業(yè) EDA技術(shù)實用教程 科學(xué)出版社 2006</p><p>　　[9]潘松 黃繼業(yè) EDA技術(shù)與VHDL 清華大學(xué)出版社 2007 </p><p>　　[10]陳順林，董慶蓉.m序列在移動通信擾碼中的應(yīng)用及仿真。現(xiàn)代電子技術(shù)，2002，第3期，27-29</p><p>　　[11]林可祥. 偽隨機碼的原理與應(yīng)用[M] .

111、北京:人民郵電出版社,1978</p><p>　　[12] 吳先用，鄒學(xué)玉，一種m序列偽隨機碼發(fā)生器的產(chǎn)生方法[j]，測控技術(shù)，2003，22（9）。</p><p>　　[13] 肖國鎮(zhèn)，梁傳甲，王育民，偽隨機序列的產(chǎn)生及其應(yīng)用[M],長沙：國防工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[14] 陳晰，數(shù)字電子基礎(chǔ)教程，北京,科學(xué)出版社，1998</p&g

112、t;<p>　　[15] 劉文斌，程大安，電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分，蘭州大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[16] 楊素行．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程．北京：高等教育出版社，1985：66-67</p><p>　　[17] 王源．使用電路基礎(chǔ)．北京：機械工業(yè)出版社，2000：33-35</p><p>　　[18]查光明．熊賢祚．?dāng)U頻通信[M]．

113、西安：西安電子科技大學(xué)出版社．1990 </p><p>　　[19]田日才．?dāng)U頻通信[M].北京：清華大學(xué)出版社．2007．</p><p>　　[20]王哲.偽隨機序列的Matlab實現(xiàn)與分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2008. 23</p><p>　　[21]樊昌信，張甫翊，吳成柯.現(xiàn)代通信[M].北京:高等教育出版社，2001.</p