ＣＨＩＮＡＳＣ｝ＥＮＣ￣：＿ＡＮＤ］ＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡ１］ＯＮ Ｍａｒ ２０盯・中国科技信息２０１７年第６期 ６１万一２００万◎ ＤＯＩ，１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１—８９７２ ２０１７ ０６ ０２５ 可实现度 可替代度 行业曲线 行业关联度 在航空测试领域，ＰＣＭ作为数据传输和遥￣ＵＢ，ｇ数据格式 被广泛使用。信息接收端需要解调器，对ＰＣＭ进行解调，以 便ｉ井ｉ亏数据处理和数据记录。ＦＰＧＡ具有结构灵活，设计周期短， 可扩展性强，接口丰富等优点，在高速信号实时处理领域越来 ｃｌｋ ｃｎｔ＜－－２４’ｄＯ； ｅｌｓｅ ｃｌｋ ｃｎｔ＜＝ｃｌｋ ｃｎｔ＋１： ＿ｆ（ｃｌｋ—ｃｎｔ＝＝ｐｃｍ—ｂｐｓ １—４） ＰＣＭＤ １＜＝ｐｃｍ ｄｉｎ： 越重要。针对ＰＣＭ数据与时钟之间关系的不同，ＰＣＭ码型 共分为七种码型。七种码型数据与时钟关系如图１所示。 ＰＣＭ六种码型描述如下： ｅｌｓｅｉｆ（ｃｌｋ—ｃｎｔ＝＝ｐｃｍ—ｂｐｓ ｌ一３） ＰＣＭＤ ３＜－－ｐｃｍ ｄｉｎ： ｅｎｄ １）ＮＲＺ＿ｔ＿： “１”对应高电平， “０”对应低电平。 ２）ＮＲＺ－Ｍ：“１”对应时钟起始时刻数据有变化，“０” 对应时钟起始时刻数据无变化。 ３）ＮＲＺ－Ｓ： “１”对应时钟起始时刻数据无变化， “０” 对应时钟起始时刻数据有变化。 依图１所示时序进行解码。 １）ＮＲＺ４－：在２／４Ｔ处的数据即为ＰＣＭ码元，即 ＰＣＭＤ等于ＰＣＭＤ２； 程序为：ｉｆ（ｃｌｋ ｃｎｔ－＝ｐｃｍ— ｂｐｓ２４） ４）Ｂｉ ＿ｔ．：“１”对应时钟中间时刻数据由１变０，“０” 对应时钟中间Ｂ，Ｃ￣Ｕ数据由０变１。 ５）ＢＩ①－Ｍ：“１”对应时钟中间Ｂ，Ｊ￣Ａ数据有变换，“０” 对应时钟中间时刻数据无变换。 ６）Ｂｉ中－Ｓ：“１”对应时钟中间ＢＣ￣ｘＵ数据无变换，“０” 对应时钟中间时刻数据有变换。 ＰＣＭ解析方法 ＰＣＭ数据流是数据与ＥＩ－，Ｊ￣￣同步进行串行传输，在解码 时需要先做码元解析。解出的码元通过比较法检测帧同步， 即通过移位寄存器搜索码流中帧同步头来实现帧同步。检测 到同步头之后通过串并转换将码流转换为数据字。以ＦＰＧＡ 为处理器对数据流进行处理，在进行程序设计时按图２进行 模块化设计，以数据流方向设计有码元解析，同步字检测， 帧同步检测，串并转换，数据缓存５个模块。 图１ ＰＣＭ码定义 码元解析 借鉴多重相位技术。记时钟周期为Ｔ，在时钟周期起 始时刻，１／４Ｔ，２／４Ｔ，３／４Ｔ，采样四次数据，ＰＣＭ采样 后的数据分别记为ＰＣＭＤ０，ＰＣＭＤ１，ＰＣＭＤ２，ＰＣＭＤ３。程序如下： ｂｅｇｉｎ … ～ｉｆ ｆ Ｈ ＣＬＫ ｓｉｇ） ７ｌ 图２ ＰＣＭ解码器的系统结构 ◎６１万一２００万 中国科技信息２０１７年第６期ｃＨＩＮＡｓｃ旧ｊ ｊ （． ｆ ． ＭＳ——————－ＬＳＢ Ｎ 一数据ＲＡＭ ｆｉ——帧计数器（———————————ｍ—）ＴＩ—字ｌ——— —１ｒ字２———— 厂＿－—Ｉ…一字ｎ【子帧同步１ｒ—————一—］ 图３ ＰＣＭ帧格式 ＰＣＭＤ＜＝ｐｃｍ ｄｉｎ ２）ＮＲＺ－Ｍ： 在１／４Ｔ＋１处 比较ＰＣＭＤ一３和ＰＣＭＤ１来 判断码元，ＰＣＭＤ３不等于 ＰＣＭＤＩ则码元ＰＣＭＤ为１， 羹 ｅｌｓｅ 图５数据缓存 接收１个 ＰｃＭ数据字 否则ＰＣＭＤ为０。程序为：ｉｆ（ｃｌＫ＿ ｃｎｔ＝＝ｐｃｍ ｂｐｓ１ ４＋１） 大 ｉｆ（ＰＣＭＤ １ １＝ＰＣＭＤ ３） ＰＣＭＤ＜＝１’ｂｌ： ｅｌｓｅ 图６ ＰＣＭ功能仿真时序图 ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ０。 ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ１ ３）ＮＲＺ－６：在１／４Ｔ＋Ｉ处比 较ＰＣＭＤ一３和ＰＣＭＤ一１来判断 、帧同步检测 为了从ＰＣＭ中恢复出征确定数据流，需要进行帧同步 登 一 Ｉ码元，ＰＣＭＤ一３等于ＰＣＭＤ一１ —｜ｌ赢 ］ ｊ则码元ＰＣＭＤ为１，否则ＰＣＭＤ 、 ． ——检测。帧同步任务是将解调出的数据比特序列进行正确的分组。 ＰＣＭ帧格式如图３有ｍ个子帧，每个子帧由ｎ个字且 每个子帧以帧计数器开始，以子帧同步结束。 如图４通过检测同步字确定子帧起始，比较同步字和帧 Ｊ ｝为０。程序为： ｋｂｐｓ１ ｉｆ（ｃｌ４＋１）图４ ｃ ｎ ｐ ｃ ｍ— 计数器（０）即可搜索出一主帧的起始。检测到主帧起始之后， 每隔ｎ个字判断移位寄存器中是否为同步字，比较帧计数器 是否等于帧数，从而确定接受的数据流是否正确完整。 ｉｆ（ＰＣＭＤ １ １＝ＰＣＭＤ ３） ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ０： ｅｌｓｅ 数据缓存 解析的数据为了便于后续处理，需要将数据字按照帧结 ＿ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ１ ４）Ｂｉ －Ｌ：在３／４Ｔ＋１处比较ＰＣＭＤ＿Ｉ和ＰＣＭＤ３ 来判断码元，ＰＣＭＤ１为１且ＰＣＭＤ－３为０则码元 构中ｆｌｇ ＪＩ１￣．序，依次放入缓存。数据存储采用乒乓操作，地址 译码模块产生与帧数和字数对应的１ ６位地址， ＰＣＭＤ为１；ＰＣＭＤ１为０且ＰＣＭＤ一３为１则码元 ａ［１ ４：０］＜＝ｗｏｒｄ ｃｎｔ＋ｆａｍｅ ｃｎｔ ｗｏｒｄ ｎｕｍ： 数据在被处理的同时被写入双ＲＡＭ，当一主帧数据处 ＰＣＭＤ为０。程序为： ｉｆ（ｃｌｋ—ｃｎｔ＝＝ｐｃｍｂｐｓ３４＋１） ＿Ｉｆ（ＰＣＭＤ １＆！ＰＣＭＤ ３） ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ１： ｅｌｓｅ 理完毕，产生一个完成标志，同１￣－，Ｊ１，５高位地ａ［－１６］取反。系 统检测到完成标志就将数据从ＲＡＭ通过外部接口发出去。 同时继续接收下一帧ＰＣＭ数据。 系统测试 ‘ ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ０。 通过ｍｏｄｅｓｉｍ进行功能仿真。对系统配置，采用 ５）Ｂｉ①－Ｍ：在３／４Ｔ＋１处比较ＰＣＭＤＩ和ＰＣＭＤ３ ＿ＮＲＺ—Ｌ编码，位速率２Ｍ，同步头ＦＥ６Ｂ２８４０，字长１６， 一来判断码元，ＰＣＭＤ１不等于ＰＣＭＤ一３则码元ＰＣＭＤ 主帧有三个子帧，一帧有４个字。 表１仿真数据 ０ １ ２ 为１；否则码元ＰＣＭＤ为０。程序为：ｉｆ（ｃｌｋ＿ｃｎｔ＝＝ｐｃｍ＿ ｂｐｓ３ ４＋１ １ １ ４ ７ ２ ５ ８ ３ ６ ９ ＦＥ６Ｂ ＦＥ６Ｂ ＦＥ６Ｂ ２８４０ ２８４０ ２８４０ ｉｆ（ＰＣＭＤ １ １－＿ｐＣＭＤ ３） ＰＣＭＤ＜：１’ｂ１： ｅｌｓｅ ＰＣＭＤ＜＝１’ｂ０。 如图６所示，系统在处理数据时将有效的数据写入 ＲＡＭ。 ６）Ｂｉ中－Ｓ：在３／４Ｔ＋１处比较ＰＣＭＤ＿Ｉ和ＰＣＭＤ３ 来判断码元，ＰＣＭＤ一１等于ＰＣＭＤ＿３则码元ＰＣＭＤ为１： 否则码元ＰＣＭＤ为‘０。程序为： 结语 通过对ＰＣＭ格式和常用码型进行研究，设计相应的解 码方法，可以实时对不同码型的数据流进行解析，解析后得 数据，经过同步检测后缓存一边后续处理。经调试系统工作 正常，可以实现多种码型ＰＣＭ的解调功能，验证了解调方 法正确可靠。 ｉｆ（ｃｌｋ—ｃｎｔ＝＝ｐｃｍｂｐｓ３４＋１） ＿ｉｆ（ＰＣＭＤ １ １＝ＰＣＭＤ ３） ＰＣＭＤ＜：１’ｂ０： 一７２一