【正文】 要參考資料： [1].徐志軍 .EDA 技術(shù)與 VHDL 設(shè)計 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ， 20xx. [2].潘松 ， 趙敏 .EDA 技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京 :科學(xué)出版社 ， 20xx. [3].李洪偉等 .基于 Quartus II 的 FPGA/CPLD 設(shè)計 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ， 20xx. [4].楊凱 . MILSTD1553B 總線曼徹斯特碼編碼器的設(shè)計與實現(xiàn) [D].四川大學(xué) ， 20xx. [5].唐劍， 王勇 . MILSTD1553B 總線曼徹斯特碼編碼器的 CPLD 實現(xiàn) [J].技術(shù)與市場， 20xx， 2. [6].石紅梅，劉泳 . 采用 FPGA 實現(xiàn) 1553B 總線接口專用芯片設(shè)計 [C]. 第十三屆全國 遙測遙控技術(shù)年會論文， 20xx. [7].解傳軍，王海濱 . 基于 FPGA 的航空總線協(xié)議接口設(shè)計 [J]. 電子設(shè)計工程， 20xx， 5. [8].鄭友泉 .現(xiàn)場可編程門陣列 [J].世界電子元器件， 20xx， 10. 信息工程 系 電子信息工程 專業(yè)類 0782052 班 學(xué)生（簽名）： 填寫日期： 20xx 年 11 月 20 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師 (并指出所負(fù)責(zé)的部分 )： 系主任（簽名）： 附注 :任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計說明書首頁。 第 8 周 第 14 周 : 熟悉 FPGA 編程，使用 VHDL 語言完成曼徹斯特編碼器的設(shè)計。 1553B總線曼徹斯 特碼編碼器的主要功能就是把來自外部的并行二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 1553B總線上傳輸 的 串行信息，并且對這些串行數(shù)據(jù)進行曼徹斯特碼編碼，再加上同步頭和奇偶效驗位， 使之成為能夠以 1553B總線協(xié)議所要求的格式在總線中進行傳輸。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供 過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 本課題基于 FPGA 平臺實現(xiàn)曼徹斯特編碼器的設(shè)計。 第 15 周 第 17 周 :歸總系統(tǒng)文檔，撰寫畢業(yè)論文。 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立完成的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。在飛機制造中，航空電子系統(tǒng)是其中重要的組成部分，而航空電子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)總線是關(guān)鍵技術(shù)之一。其次是對其系統(tǒng)組成的介紹 ， 本次設(shè)計主要包括兩大部分，并串轉(zhuǎn)換器、曼徹斯特編碼器。 關(guān)鍵詞 ： FPGA，曼徹斯特編碼， 1553B 總線，串并轉(zhuǎn)換 指導(dǎo)老師簽字： Design of Manchester Encoder Based on FPGA Student Name: Lin Yu Class: 0782052 Supervisor: Zou Qiong Abstract: Electronics and Aviation technology industry developed rapidly. Our country attaches great importance to the development of aerospace the period of Twelfth of FiveYear government will support further increase Aviation, it will Promote the rapid development of the aerospace aircraft manufacturing,Avionics System is an important part of the avionics system is the key technology of data bus. 1553B takes one kind of military standard， it has carried on the strict standard and the restraint to the electricity and the protocol characteristic of data bus， and it has already widely used in the aviation electron system． This standard propose a series of requests to the digital bus technology which are obligatory to the aviation airplane numeraI/Order/response， time sharing multiple use， including data bus information flow and function format． This article first introduces about the FPGA and Manchester Encoder， especially is the introduction of its two position unit,It including String and convert and Manchester the one that told emphatically is quartusⅡ of Operation and Simulation， in the1553B39。 MILSTD1553B 是目前廣泛適用于航空電子領(lǐng)域的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它具有傳輸穩(wěn)定、抗干擾、負(fù)荷輕、速率高等優(yōu)點。因此，自主研發(fā)基于 MILSTD1553B總線標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議芯片及產(chǎn)品具有重要的戰(zhàn)略意義。曼徹斯特碼編碼器是 1553B 總線接口中最為重要的器件之一，它直接關(guān)系到總線數(shù)據(jù)能否嚴(yán)格按照 MILSID1553B 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來進行傳輸，是其三種類型字傳遞的門戶端口器件。它主要由時鐘信號、轉(zhuǎn)換使能信號控制。 QuartusⅡ 借助 EDA 工具中的編譯器、綜合器、適配器、時序仿真器和編程器等工具進行相應(yīng)的處理，才能使已完成的設(shè)計在 FPGA 上進行硬件實現(xiàn)并得到測試結(jié)果。 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu) 第二章 介紹了 FPGA 的有關(guān)原理，及它的設(shè)計流程， vhdl 語言的概述等；第三章介紹了曼徹斯特編碼的有關(guān)知識，尤其介紹了 1553B 數(shù)據(jù)總線；第四章對本文框架進行了講述，有設(shè)計思路的比較和設(shè)計框圖 ； 第五章介紹了主要的兩大模塊：串并轉(zhuǎn)換模塊和曼徹斯特編碼模塊；第六章對該系統(tǒng)功能進行了仿真驗證；第七章是對本次設(shè)計的小結(jié)和展望。這些可編輯元件可以被用來實現(xiàn)一些基本的邏輯門 電路 （比如 AND、 OR、 XOR、 NOT）或者更復(fù)雜一些的組合功能比如解碼器或數(shù)學(xué)方程式。 可做其它全定制或半定制 ASIC 電路的中試樣片。 PI IOB 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 4 可以說， FPGA 芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。加電時， FPGA 芯片將 EPROM 中數(shù)據(jù)讀入片內(nèi)編程 RAM 中，配置完成后， FPGA 進入工作狀態(tài)。 這樣，同一片 FPGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能。然后用綜合優(yōu)化工具生成具體門電路的網(wǎng)表，其對應(yīng)的物理實現(xiàn)級可以是印刷電路板或?qū)Ｓ眉呻娐贰?VHDL全名是 VeryHighSpeed Integrated Circuit HardwareDescription Language，誕生于 1982 年。 1993 年， IEEE 對 VHDL 進行了修訂，從更高的抽象層次和系統(tǒng)描述能力上擴展 VHDL 的內(nèi)容，公布了新版本的 VHDL，即 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的 10761993 版本，（簡稱 93 版） 。它在 80 年代的后期出現(xiàn)。 二、 Quartus II 下的 FPGA 設(shè)計 Quartus II 為硬件電路的設(shè)計提供了很大的方便。 ●綜合 將原理圖、 HDL 語言等設(shè)計輸入翻譯成由基本電路邏輯單元組成的連接網(wǎng)表，供布局布線器進行實現(xiàn)。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 6 無錯 無錯 無錯 ●編程和配置 成功編譯后，將生成的編程文件下載到目標(biāo) FPGA 系統(tǒng)中調(diào)試 ；調(diào)試成功后，燒寫到 FPGA 的配置芯片中。仿真的一般步驟如下： ● 新建波形編輯文件； ● 設(shè)置 仿真時間區(qū)域； ● 保存文件； 建立項目文件 建立設(shè)計文件 選芯片，映射管腳 編譯下載 文本輸入 原理圖輸入 軟件仿真 編譯綜合 實驗成功 有錯 有錯 有錯 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院 20xx 屆學(xué)士學(xué)位論文 7 ● 導(dǎo)入欲觀察的信號節(jié)點； ● 編輯激勵信號； ● 設(shè)置數(shù)據(jù)格式； ● 設(shè)置仿真器參數(shù)； ● 啟動仿真和觀察仿真結(jié)果。而美國國防部 1975年 4月 30日所發(fā)布的 MILSTD1553A就是在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展衍變而來，并為 F16戰(zhàn)斗機和 AH64A Apache直升機所首先運用。 現(xiàn)在的 MILSTD1553B 在軍用航空電子系統(tǒng)中應(yīng)用范圍非常廣泛，比如衛(wèi)星通信系統(tǒng)、國際空間站的空間地址探尋、大規(guī)模交通控制、航空燃料補給等等，甚至包括在了一系列的 發(fā)射器和服務(wù)器中，比如飛行器和發(fā)射器的基本接口。每類字的長度為 20 位，有效信息位是 16 位，每個字的前 3 位為單字的同步字頭，而最后 1位是奇偶校驗位。 1553B 總線曼徹斯特碼編碼器的主要功能就是把來自外部的并行二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 1553B 總線上傳輸?shù)拇行畔?，并且對這些串行數(shù)據(jù)進行曼徹斯特碼編碼，再加上同步頭和奇偶校驗碼，使之成為能夠以 1553B 總線協(xié)議所要求的格式在總線中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 BC 可以根據(jù)狀態(tài) 字的內(nèi)容來決定下一步采取什么樣的操作。消息是構(gòu)成 1553B總線通訊的基本單位，如果需要完成一定的功能，就要將多個消息組織起來，形成一個新的結(jié)構(gòu)叫做幀 (Frame)。在曼徹斯特編碼中，用電壓跳變的相位不同來區(qū)分 1 和 0，即用正的電壓跳變表示 0，用負(fù)的電壓跳變表示 1。 因而 這樣 防止 時鐘同步 的丟失，或來自低頻率位移在貧乏補償?shù)哪M鏈接位錯誤。 圖 曼徹斯特編碼 下面是一段數(shù)據(jù)串行信號 1000100111，在上圖中可以看出曼徹斯特編碼信號的跳變都發(fā)生在中間時刻，它按照曼徹斯特的 編碼規(guī)則，可以表示 1001100111。 3. 對串行數(shù)據(jù)進行曼徹斯特碼編碼，再加上同步頭和奇偶效驗位。數(shù)據(jù)位輸入結(jié)束后，編碼器將對輸入的數(shù)據(jù)信元進行奇偶校檢，如果在輸入的數(shù)據(jù)信元中“ 1”的個數(shù)為奇數(shù)，編碼器輸出一個上跳變電平，反之若數(shù)據(jù)信元中“ 1”的個數(shù)為偶數(shù)則輸出一個下跳變電平，如圖 。 圖