基于FPGA與ARM的遙測數據網絡化采集

PCM數據按時鐘進行串／并轉換，與本地幀同步碼進行同或運算后再與上屏蔽位，由全加網絡將相關運算結果按位相加統計結果中1的個數，大于門限值則表示可能接收到了幀同步碼。
為避免虛警和漏檢，使幀同步器穩定可靠工作，采用搜索、校核、鎖定三態邏輯。
系統開始時處于搜索態，符合相關器輸出，由搜索態轉入校核態。在預期檢測窗口內沒有幀碼，從校核返回到搜索態。連續通過校核數α，進入鎖定態。為避免幀同步碼的漏檢，連續漏檢超過保護幀數β，幀同步才返回搜索態，否則保持在鎖定態，幀脈沖由本地產生。
2．2 IRIG—B碼解調
IRIG時間序列碼是一種串行碼，共有3種碼元，如圖5所示。

P碼元是位置碼元，連續2個P碼為一幀的開始，第1個P碼元定義為P0，第2個P碼元為秒脈沖pps，上升沿為該秒的準時刻，時間信息以BCD碼依次分布在其后的碼元中。解調時先進行pps的提取，再進行秒、分、時、天的信息提取，其流程如圖6所示。

時鐘頻率為1 MHz，用計數器對輸入信號的脈寬進行計數。8 ms，5 ms，2 ms脈寬計數為8 000，5 000，2 000。輸入B碼的脈寬會混有干擾，晶振時鐘也存在一定的誤差，計數器的計時判別應浮動一個范圍，設置門限為脈寬的85％～115％，當滿足一定范圍的數值時，分別輸出P碼，0碼，1碼信號。
FPGA中的時碼產生“天：時：分：秒：毫秒：微秒”信息。解調出B碼時，FPGA更新內部時間，B碼中不含毫秒與微秒信息，由FPGA根據秒脈沖信息的準時刻來生成。

3 FPGA驅動程序開發
在Linux中，所有的硬件設備都像常規文件一樣進行打開、關閉和讀／寫。把FPGA當作字符設備進行設計，驅動由設備加載與卸載，以及文件操作file_operation結構體中成員函數組成。
3．1 加載與卸栽設備驅動
FPGA設備驅動程序初始化流程為動態獲得主設備號、字符設備注冊和申請中斷；卸載流程為注銷設備，釋放設備編號。
定義一個設備結構體來表示FPGA，如下：