摘 要
多路语音呼叫系统的设计利用了数字通信的知识，包括了时分复用和AMI编译码等等。其实现方法就是主机利用FPGA控制PCM编译码芯片TP3067进行采样语音数据，并把4路64Kbps复用成256Kbps的数据流后编码成为AMI码进行传输，而端机用FPGA对接收到的信号进行译码、分接恢复成语音信号输出。
本文首先介绍了数字通信的基本概况，接着详细介绍了系统硬件的设计过程。同时，又介绍了FPGA的设计流程及方法，并详细介绍用这种设计方法进行设计复接器、分接器、AMI编译码器、PCM编译码芯片控制器等模块。并且遵循了标准的设计流程，在MaxplusII上完成了全部功能的仿真测试。
关键词： 时分复用；复接；分接；FPGA；AMI编译码；PCM
目 录
引言 ……………………………………………………………………………1
1 数字通信概述………………………………………………………………2
1.1数字通信的基本概念……………………………………………………………………2
1.2数字通信的优缺点………………………………………………………………………2
1.2.1优点……………………………………………………………………………………2
1.2.2缺点……………………………………………………………………………………3
２ 系统总体电路设计 ………………………………………………………4
2.1 PCM基本原理…………………………………………………………………………… 4
2.2 PCM编译码芯片TP3067的配置…………………………………………………………5
2.2.1TP3067的外部管脚及其功能………………………………………………………… 6
2.2.2TP3067的工作时序 ……………………………………………………………………7
2.3 单双极性变换电路的设计………………………………………………………………8
2.4 FPGA的配置和下载 ……………………………………………………………………8
2.4.1FLEX10K系列的结构及特点…………………………………………………………… 8
2.4.2FLEX10K系列FPGA的配置…………………………………………………………… 11
2.4.3并口下载电缆的说明 …………………………………………………………………12
2.5 电路设计中应注意的问题………………………………………………………………12
2.5.1电源滤波及分配………………………………………………………………………13
2.5.2信号与传输线的端接…………………………………………………………………13
2.5.3阻抗匹配和端接电阻…………………………………………………………………13
2.5.4串扰……………………………………………………………………………………13
2.5.5地线毛刺………………………………………………………………………………14
3 FPGA设计方法及相关概念 ………………………………………………15
3.1 正向与反向设计 ………………………………………………………………………15
3.2 “自顶向下”和“自底向上”的设计方法 …………………………………………15
3.3 FPGA设计流程 …………………………………………………………………………16
3.4 EDA技术的概念…………………………………………………………………………18
3.5 硬件描述语言及VHDL语言 ……………………………………………………………19
3.6 关于可编程逻辑器件 …………………………………………………………………19
4 系统软件的总体设计 ……………………………………………………21
4.1 设计方法 ………………………………………………………………………………21
4.2 设计所用的工具 ………………………………………………………………………21
4.2.1Synplify 逻辑综合软件 ……………………………………………………………21
4.2.2Altera Max+plusII软件 ……………………………………………………………21
4.3 系统软件的总体结构及模块划分 ……………………………………………………21
5 系统各模块的详细设计 …………………………………………………22
5.1 分频器模块的设计 ……………………………………………………………………22
5.2 复接器模块的设计 ……………………………………………………………………22
5.1.1复接器的基本原理 …………………………………………………………………22
5.1.2复接器的VHDL实现及接口定义……………………………………………………23
5.2 分接器模块的设计……………………………………………………………………23
5.2.1分接器的基本原理 …………………………………………………………………23
5.2.2分接器的VHDL实现及接口定义……………………………………………………24
5.3 AMI编码器模块的设计 ………………………………………………………………24
5.3.1AMI的编码规则………………………………………………………………………24
5.3.2 AMI编码器的VHDL实现及接口定义………………………………………………24
5.4 AMI译码器模块的设计 ………………………………………………………………25
5.4.1AMI的译码规则………………………………………………………………………25
5.4.2AMI译码器的VHDL实现及接口定义 ………………………………………………25
5.5 同步时钟提取模块的设计 ……………………………………………………………25
5.5.1同步时钟提取的基本原理……………………………………………………………25
5.5.2同步时钟提取模块的VHDL实现及接口定义 ………………………………………25
5.6 PCM编译码芯片控制器模块……………………………………………………………26
5.7 LED驱动模块……………………………………………………………………………26
６ 结论………………………………………………………………………27
谢辞……………………………………………………………………………27
参考文献………………………………………………………………………28
附录……………………………………………………………………………29
