【正文】 是 ASIC 電路中設(shè)計周期最短、開發(fā)費用最低、風(fēng)險最小的器件之一。此外，針對不同應(yīng)用而集成的更多數(shù)量的邏輯功能、 DSP、嵌入式處理和接口模塊，也讓時鐘管理和電壓分配問題變得更加困難。在這個階段，可能需要仔細(xì)權(quán)衡同時開關(guān)輸出 (SSO)和不兼容 I/O 標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計問題，尤其是當(dāng)你具有很多個高速輸出或使用了好幾個不同的 I/O 標(biāo)準(zhǔn)時。而開關(guān)功耗則是自負(fù)載電容 ,放電造成的。 end rom。該模塊的 VHDL 程序 基于 FPGA 的ｍ序列發(fā)生器 18 PROCESS (clk, rst, addr) BEGIN IF (rst =0.) THEN S= (OTHERS=1.)。 該模塊有 4個輸入 (clk, rst, addr [4, 0],G[0, 27])、 1個輸出 (Q)和 1個緩沖口 (S [n1,0])。 用 VHDL語言描述復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計效率顯著提高 ,對于任意級數(shù)的 m序列發(fā)生器 ,充分利用 FPGA芯片內(nèi)置的 ROM構(gòu)建任意級數(shù)的 Galois型反饋系數(shù)表 ,極大地簡化了快速 m 序列發(fā)生器的實現(xiàn)過程。 END LOOP exa。通過輸入 5 位二進(jìn)制信號 addr [4, 0]來確定末位反饋信號 X 的取值。將這 27 組反饋系數(shù)值做成一個 ROM 表 ,則需要一個 5 位二進(jìn)制數(shù)字作為地址輸入來提取與之相應(yīng)的反饋系數(shù)值。一旦你實現(xiàn)了滿意的信號分配，你就要用限制文件鎖定它們。 3. 考慮使用第二個電子數(shù)據(jù)表制訂 FPGA 的布局，以確定哪些管腳是通用的、哪些是專用的、哪些支持差分信號對和全局及局部時鐘、哪些需要參 考電壓。 如何實現(xiàn)快速的時序收斂、降低功耗和成本、優(yōu)化時鐘管理并降低 FPGA 與 PCB 并行設(shè)計的復(fù)雜性等問題，一直是采用 FPGA 的系統(tǒng)設(shè)計工程師需要考慮的關(guān)鍵問題。 FPGA 采用了邏輯單元陣列 LCA（ Logic Cell Array）這樣一個概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊 CLB（ Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊 IOB（ Input Output Block）和內(nèi)部連線（ Interconnect）三個部分。但是他們也有很多的優(yōu)點比如可以快速成品，可以被修改來改正程序中的錯誤和更便宜的造價。改進(jìn)了軟件的 LogicLock 模塊設(shè)計功能，增添 了 FastFit編譯選項，推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)編輯性能，而且提升了調(diào)試能力。 Altera 的 Quartus II 可編程邏輯軟件屬于第四代 PLD 開發(fā)平臺。 在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 [1] 偽隨機(jī)序列是一種貌似隨機(jī)，實際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列，具有類似噪聲序列的性質(zhì)，在 CDMA 中，地址碼都是從偽隨機(jī)序列中選取的，在 CDMA 中使用一種最易實現(xiàn)的偽隨機(jī)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(jìn)行擾碼（注意不是擴(kuò)頻），它在分組交織器輸出的調(diào)制字符上進(jìn)行，通過交織器輸出字符與長碼 PN 碼片的二進(jìn)制模工相加而完成 。 而且 R(j)是偶函數(shù)， 即 圖 21 m 序列自相關(guān)函數(shù) 偽噪聲特性 如果我們對一個正態(tài)分布白噪聲取樣， 若取樣值為正， 記為 +1，取樣值為負(fù)，記為 1，將每次取樣所得極性排成序列， 可以寫成 ?+1, 1,+1,+1,+1,1,1,+1,1,? (1) 序列中 +1 和 1 2) 序列中長度為 1 的游程約占 1/2， 長度為 2 的游程約占 1/4，長度為 3 的游程 約占 1/8, ? 一般地， 長度為 k 的游程約占 1/2k，而且 +1, 1 游程的數(shù)目各占一 基于 FPGA 的ｍ序列發(fā)生器 8 (3) 由于白噪聲的功率譜為常數(shù)，因此其自相關(guān)函數(shù)為一沖擊函數(shù) δ(τ) 。設(shè)圖 101 所示的線性反饋移位寄存器的初始狀態(tài)為 (a0 a1 ? an2 an1)， 經(jīng)一次移位線性反饋，移位寄存器左端第一級的輸入為 若經(jīng) k 次移位，則第一級的輸入為 其中， l=n+k1≥ n, k=1,2,3,? （ 2） 線性反饋移位寄存器 基于 FPGA 的ｍ序列發(fā)生器 4 用多項式 f(x)來描述線性反饋移位寄存器的反饋連接狀態(tài)： 若一個 n 次多項式 f(x) ① f(x)為既約多項式 (即不能分解因式的多項式 ) ② f(x)可整除 (xp+1), p=2n ③ f(x)除不盡 (xq+1), qp 則稱 f(x)為本原多項式 。由于它的理論比較成熟，實現(xiàn)比較簡便，實 際應(yīng)用也比較廣泛 [7]。所以，人們就不得不企圖用簡單電路來產(chǎn)生盡量長的序列。 關(guān)鍵詞 ： ｍ序列；移位寄存器理論； VHDL 語言 基于 FPGA 的ｍ序列發(fā)生器 目 錄 摘 要 ..................................................... I 1 m序列 ................................................... 1 理論基礎(chǔ) ............................................ 1 線性反饋移位寄存器 ................................. 2 2 m序列的性質(zhì) .............................................. 5 均衡性 .............................................. 5 游程特性 ............................................. 5 自相關(guān)特性 .......................................... 5 偽噪聲特性 .......................................... 7 3 m序列的應(yīng)用 .............................................. 9 擴(kuò)展頻譜通信 ........................................ 9 通信加密 ........................................... 10 4 開發(fā)工具簡介 ............................................ 11 Quartus II 簡介 ..................................... 11 數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)流程 ................................... 12 FPGA 簡介 ........................................... 12 5 m序列生成器仿真分析 ..................................... 16 反饋系數(shù)表存儲器設(shè)計 ............................... 16 移位存儲器設(shè)計 ..................................... 17 基于 FPGA 的ｍ序列發(fā)生器 仿真分析 ........................................... 18 參考文獻(xiàn) .................................................. 20 附 錄 .................................................... 22 基于 FPGA 的ｍ序列發(fā)生器 1 1 m 序列 m 序列是偽隨機(jī)序列的一種 ,結(jié)構(gòu)簡單 ,實現(xiàn)方便。而 FPGA 具有硬件電路實現(xiàn)的優(yōu)點 , 又具有設(shè)計上的靈活性 , 并且由于 FPGA 便于實現(xiàn)大規(guī)模的數(shù)字系統(tǒng) 。 偽隨機(jī)噪聲具有類是與隨機(jī)噪聲的一些統(tǒng)計特性，同時又便于重復(fù)產(chǎn)生和處理。同時由于這種序列雖然是周期的，但當(dāng) n 足夠大時周期可以很長，在一個周期內(nèi) 0 和 1 的排列有很多不同方式，對每一位來說是 0 還是 1，看來好像是隨機(jī)的， 所以又稱為偽隨機(jī)碼；又因為它的某一些性質(zhì)和隨機(jī)噪聲很相似，所以又稱為偽噪聲碼（ PN 碼）。例如原序列 {Xi}=1110010,那么右移 2 位的序列 {Xi2}=0011101. 自相關(guān)特性 M 序列具有非常重要的自相關(guān)特性。 在雷達(dá)信號設(shè)計中的應(yīng)用 近年興起的擴(kuò)