FPGA实现的IRIG-B编码器：低复杂度与高精度设计

本文主要探讨的是基于FPGA的IRIG-B编码器的设计，IRIG-B编码是一种广泛应用于多种测试设备，如靶场测量、工业控制、电力系统测量与保护、计算、通信和气象等领域的时间同步标准。它采用串行的DC码和AC码两种格式，具体细节可以在文献[1]中找到。 FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术在设计中的应用，显著降低了系统设计的复杂性，相较于传统的MCU（Microcontroller Unit）、DSP（Digital Signal Processor）以及数字逻辑电路实现的方法，FPGA的优势在于灵活性高，成本更低，并且能够提高B码的稳定性和系统的整体性能。FPGA与GPS引擎结合，利用GPS引擎提供的100 pps（每秒100个脉冲）信号作为触发源，可以直接生成B码的编码输出，确保每个码元的时间精度。 文章的核心技术是通过硬件逻辑实现DC编码和AC码的数字调制，使用查找表精确控制每个码元的上升沿，作为百分秒级的时间参考点。这种方法不仅满足了实时系统对时间同步的需求，还支持多节点的数据采集同步，对于分析和度量异步事件提供了有力的工具。例如，IRIG-B编码中的每个码元结构明确，每秒一次发送，包含一个同步参考点和多个索引标记，其中交流码采用1kHz正弦信号调制，逻辑1和0分别对应不同的幅度和频率比例。 基于FPGA的IRIG-B编码器设计不仅提高了系统的效率和可靠性，还简化了设计流程，是现代测控系统中不可或缺的技术之一，对于需要高精度时间同步的应用场景具有重要的实际价值。