基于FPGA的数据高速串行通信实现_瑞达电器资料网,华玉生活

1引言在许多实际运用的场合中，数字信号传输具有数据量大，传输速度高，采用串行传输等特点。这就要求数据收发双方采用合理的编解码方式及高速器件。数字信号传输一般分并行传输、串行传输两种。并行传输具有数据源和数据目的地物理连接方便，误码率低，传输速率高。但是并行传输方式要求各条线路同步，因此需要传输定时和控制信号，而其各路信号在经过转发与放大处理后，将引起不同的延迟与畸变，难以实现并行同步。若采用更复杂

1 引言

在许多实际运用的场合中，数字信号传输具有数据量大，传输速度高，采用串行传输等特点。这就要求数据收发双方采用合理的编解码方式及高速器件。数字信号传输一般分并行传输、串行传输两种。并行传输具有数据源和数据目的地物理连接方便，误码率低，传输速率高。但是并行传输方式要求各条线路同步，因此需要传输定时和控制信号，而其各路信号在经过转发与放大处理后，将引起不同的延迟与畸变，难以实现并行同步。若采用更复杂的技术、设备与线路，其成本会显著上升。而高速远程数据传输一般采用串行同步传输。传统建立准确的时钟信号的方法是采用锁相环技术。但锁相环有若干个明显缺陷，一是其同步建立时间及调整精度即使采用变阶的方法也很难兼顾；二是锁相环需要一个高精度高频率的本地时钟。本文所讨论的两种串行同步传输方法，无需高频率时钟信号，就可完全数字化。采用Altera公司的ACEXlK系列器件完成电路设计，且外围电路简单，成本低，效果好。

2主要器件介绍

编码和解码采用ACEXlK系列器件EPlK100QC208-2。ACEXlK器件是Altera公司针对通信、音频处理及类似场合应用而设计的。该系列器件具有如下特性：

高性能。采用查找表(LUT)和嵌入式阵列块(EAB)相结合的结构，适用于实现复杂逻辑功能和存储器功能，例如通信中应用的DSP、多通道数据处理、数据传递和微控制等；

高密度。典型门数为1万到10万门，有多达49 152位的RAM(每个EAB有4 096位RAM)。

系统性能。器件内核采用2.5 V电压，功耗低，其多电压引脚驱动2.5 V、3.3 V、5.0 V的器件，也可被这些电压所驱动，双向I／O引脚执行速度可达250MHz；

灵活的内部互联。具有快速连续式延时可预测的快速通道互连。

3实现方法

本文所述方法应用于数字音频数据实时传输。原始数字音频每一帧视频数据为并行8位，速率达2 Mb／s，串行传输速度为16 Mb／s。

3.1新的曼彻斯编码方法这种方法是在接收端利用状态转移图的方法得到同步时钟信号。具体方法如下：

(1)帧同步信号的产生

发送方系统提供64 MHz时钟，将其4分频得到16 MHz时钟作为系统时钟，64 MHz时钟仅用于最后的消除信号毛刺。帧同步共16位，其中前12位为"0"，后3位为"1"，最后1位为"0"。仿真时序如图1所示。