基于FPGA的AMI/HDB3编码器

【基于FPGA的AMI/HDB3编码器】是一种在数字通信系统中常见的编码技术，用于提高数据传输的可靠性。FPGA（Field-Programmable Gate Array）是可编程逻辑器件，能够根据设计需求灵活配置，常用于实现各种数字信号处理算法。在本项目中，AMI（Alternate Mark Inversion，交替标记反相）和HDB3（High Density Bipolar with 3 consecutive 1s，高密度双极性码，含连续3个1）是两种线编码方式，用于将二进制数据转换成适合在物理介质上传输的信号形式。 AMI编码是一种基本的非归零（NRZ）线码，它将二进制0编码为+1，二进制1编码为-1，但为了避免连续的两个1，会在每个连续的1之后插入一个相反的信号，即反相。这种方法可以有效避免直流偏置，但无法解决长序列1的情况。 HDB3编码是在AMI的基础上进一步改进，它允许最多连续出现3个1，然后必须插入一个反相的脉冲。这样既保持了直流平衡，又降低了误码率。在HDB3编码中，如果出现了连续4个1，就会被替换为“B1ZS”（Bipolar with Zero-Substitution，双极性零替换）序列，确保了信号的多样性，提高了接收端的解码能力。 在【Quartus ii开发环境】下，开发者使用VHDL（VHSIC Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）编写代码来实现这一编码器。VHDL是一种强大的硬件描述语言，它允许设计者以结构化的方式描述硬件行为，便于逻辑仿真和综合生成FPGA内部的逻辑门电路。 在项目过程中，设计者可能经历了以下步骤： 1. 定义输入和输出接口：确定AMI/HDB3编码器的输入和输出信号类型，如二进制数据输入、时钟信号等。 2. 设计编码逻辑：根据AMI和HDB3编码规则，实现逻辑电路，包括状态机和逻辑判断。 3. 仿真验证：使用Quartus ii的ModelSim或其他仿真工具进行功能验证，确保编码器在不同输入条件下工作正常。 4. 综合优化：将VHDL代码转化为FPGA可执行的硬件描述，通过Quartus ii的综合工具进行优化，以适应目标FPGA资源。 5. 布局布线：Quartus ii会自动完成芯片内部的逻辑布局和连线，确保设计能在FPGA上正确运行。 6. 下载验证：将编译后的配置文件下载到FPGA芯片，通过实际电路进行硬件验证。 【课程设计报告.doc】可能是对整个设计过程的详细记录，包括设计思路、实现方法、仿真结果、硬件测试等内容，对于学习者来说是一份宝贵的参考资料。而【keshe2.zip】可能包含了一些额外的源代码、仿真波形图或额外的资料，帮助理解项目的具体实现。 总结来说，这个项目涉及了FPGA基础、数字通信编码原理以及VHDL编程，是一个综合性的实践任务，有助于提升学生在数字系统设计和通信编码方面的理论与实践技能。