一種使用CPLDB件產生 巴克碼的實現方法

0 引言
通信系統中的同步技術起著相當重要的作用。通信系統能否有效地、可靠地工作，很大程度上依賴于有無良好的同步系統。通信系統中的同步可分為載波同步、位同步、幀同步等幾大類。在數字通信中，消息是一串連續的信號碼元序列，解調時常須知道每個碼元的起止時刻。因此，通常要求接收端必須能產生一個用作定時的脈沖序列，以便與接收的每一個碼元的起止時刻一一對齊。在接收端產生與接收碼元的重復頻率和相位一致的定時脈沖序列的過程稱為碼元同步或位同步。由于數字通信中的消息數字流總是用若干碼元組成一個“字”，又用若干“字”組成一“句”。因此，在接收這些數字流時，同樣也必須知道這些“字”、“句”的起止時刻，并在接收端產生與“字”、“句”起止時刻相一致的定時脈沖序列，統稱為群同步或幀同步。實現幀同步的方法通常有起止式同步法和集中式插入同步法兩種。起止式同步比較簡單，一般是在數據碼元的開始和結束位置加入特定的起始和停止脈沖來表示數據幀的開始和結束。而集中式插入同步法則要求插入的同步碼在接收端進行同步識別時出現偽同步的概率盡可能小，并且要求該碼組具有尖銳的自相關函數以便于識別。目前用得比較廣泛的是性能良好的巴克(Barker)碼。

1 巴克碼簡介
巴克碼主要用于通信系統中的幀同步，其特點是具有尖銳的自相關函數，便于與隨機的數字信息相區別，易于識別，出現偽同步的可能性較小。巴克碼是一種具有特殊規律的二進制碼組，它是一種非周期序列。一個n位的巴克碼組為{xl，x2，x3，…，xn}，其中xi的取值是+1或一1。目前已發現的所有巴克碼組如表1所列。

表1中，“+”表示取值為高電平1，“一”表示取值為低電平0。11位巴克碼組的識別器比較容易實現。圖1所示是ll位巴克碼識別器的原理圖。它由ll級移位寄存器組成。依據上面的巴克碼組可知，11位的巴克碼發生器應在輸入時鐘信號作用下依次產生“11100010010”的碼元序列。

2 系統電路設計
一個巴克碼系統通常由巴克碼發生器和其譯碼器組成。圖2所示是一個巴克碼發生器及其譯碼器的電路原理圖。其中：EN為使能信號，高電平有效；CN為工作方式選擇信號，高電平時發送單個的巴克碼，低電平時發送連續的巴克碼；CLK為時鐘輸入信號；QOUT為巴克碼發生器輸出信號；DIN為輸入信號；CLR為清除信號；SEQIJENCE―OUT為巴克碼譯碼器的輸出信號。

3 基于CPLD的電路設計與實現
3．1 芯片的選擇
設計可選用Altera公司的MAX7000系列可編程邏輯器件EPM7128SLC84210。該器件是由簡單的PAL、GAL器件發展而來，只是結構更復雜，功能更強大而已。從最初的電路設計思想到MAX+PLUSⅡ的波形仿真，再到CPLD芯片編程結束，所要經過的一般開發流程如圖3所示。