Verilog HDL实现CMI编码系统设计

"本文主要探讨了CMI编码系统的Verilog HDL实现方法，适用于PCM四次群和光纤传输系统，具备简单码变换、丰富的定时信息和一定的纠错能力。设计中利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5Q FPGA进行核心功能实现，并采用OuartusⅡ7.2软件及Verilog HDL编程。" CMI编码系统设计的核心在于理解和应用CMI码的编码规则。CMI码，即传号反转码，是一种常用于高速脉冲编码调制终端设备和低速光纤数字传输系统的线路码型。它的主要优点包括无直流分量、多电平跃变和易于提取定时信息，这使得CMI码型在数据传输中能够提供稳定的时钟恢复和良好的纠错性能。 编码规则如下：对于输入的0码，CMI码将输出01；而对于输入的1码，输出则交替为00和11。这种交替输出的特性意味着，对于连续的1码输入，输出的CMI码会形成00和11的序列，这就需要系统记住前一个1码的输出状态，从而确保正确编码。编码过程会导致码率翻倍，因为每个输入码位都会生成两个CMI码位。 在硬件实现中，Altera的CycloneⅡ系列FPGA被选为系统的核心处理单元，因为它能够高效地执行CMI编码功能。开发环境为OuartusⅡ7.2，这是一种广泛使用的FPGA设计工具，而Verilog HDL则作为编写逻辑控制和数据处理算法的编程语言。 设计流程通常包括以下几个步骤： 1. 定义CMI编码逻辑：使用Verilog HDL编写描述CMI编码规则的模块，包括状态机来跟踪前一个1码的输出，以及根据输入码字生成相应的CMI码字。 2. 系统集成：将CMI编码模块与其他必要的接口和控制逻辑集成在一起，以构建完整的编码系统。 3. 仿真验证：在OuartusⅡ中进行功能仿真，确保编码逻辑在各种输入序列下均能正确工作。 4. 布局布线：经过功能验证后，对设计进行布局布线，优化逻辑资源的分配和连接，以提高性能和节省硬件资源。 5. 下载与测试：最后，将编译后的比特流下载到FPGA中，通过实际硬件测试验证编码系统的正确性和性能。 通过这种方式，采用Verilog HDL设计的CMI编码系统可以有效地在实际通信环境中实施，保证数据传输的可靠性和效率。在高速和低速通信系统中，这种编码技术的使用有助于提升系统的整体性能和稳定性。