EDA课程设计_通信编解码器设计

eda通信课程设计一、教学目标通过本章节的学习，学生将掌握EDA（电子设计自动化）通信课程的基本知识和技能，理解通信系统的原理和流程，能够运用EDA工具进行通信系统的仿真和优化。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解通信系统的基本概念，掌握信号传输、调制解调、信道编码等基本知识。

2.技能目标：学生能够熟练使用EDA工具，如ModelSim、Vivado等，进行通信系统的仿真和实现。

3.情感态度价值观目标：学生能够认识到EDA技术在现代通信系统中的重要性，培养对通信技术的兴趣和热情。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.通信系统概述：介绍通信系统的基本概念、组成和分类。

2.信号传输与调制：讲解信号的传输过程，介绍调制解调的基本原理和分类。

3.信道编码与解码：讲解信道编码的目的、方法和常用编码方案。

4.EDA工具使用：介绍ModelSim、Vivado等EDA工具的使用方法，进行通信系统的仿真和实现。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解通信系统的基本概念、原理和方法。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解通信系统的应用。

3.实验法：引导学生使用EDA工具进行通信系统的仿真和实现，提高学生的实践能力。

4.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生之间的交流与合作。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：《EDA通信课程教材》2.参考书：《通信原理》、《数字信号处理》等3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等4.实验设备：计算机、示波器、信号发生器等以上教学资源将有助于丰富学生的学习体验，提高教学效果。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本章节将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。

2.作业：布置相关的编程练习和通信系统设计任务，评估学生的理解和应用能力。

VHDL语言的编码器1．设计原理1.1编码器的设计VHDL是一种行为描述语言，其编程结构类似于计算机中的C语言，在描述复杂逻辑设计时，非常简洁，具有很强的逻辑描述和仿真能力，是未来硬件设计语言的主流。

在本设计中，应用VHDL语言，在Altera公司的Quartus II 7.2软件环境下，按照自顶而下的设计方法，对编译码器进行设计仿真。

根据给定的(n,k)值选定生成多项式g (x)，即从xn+1的因子中选一个(n-k）次多项式作为，假设给定信息码组为m (x)= (mk-1,mk-2...m0)，其次数小于k，则xn-km (x)的次数必定小于n。

用g (x)除xn-km (x)，得到余式r (x)，r (x)的次数必定小于g (x)的次数，即小于(n-k)。

将此余式r (x)加于信息位之后作为监督位，即r (x)和xn-km (x)相加，得到多项式必定是一个码组多项式。

因为它必定能被g (x)整除，且商的次数不大于(k-1)。

根据以上原理，循环码的编码步骤可以归纳如下：（1）用xn-k乘信息码m (x)，这一运算实际上是在信息码后附加上(n-k)个“0”。

（2）用g (x)除xn-km (x)，得到商Q (X)，(3)编出的码组T (x) =xn-km (x) +r (x)。

由此可见，编码的核心是如何确定余式r (x)，找到r (x)后，可直接将其所代表的编码位附加到信息位之后，完成编码。

编码电路可采用（n-k）级反馈移位寄存器和异或门（模2加）组成的除法电路实现。

2．设计步骤2.1 VHDL设计流程循环码编译系统的结构循环码编译系统结构图如图所示。

由定时控制单元信码发生器、编码器单元、模拟错码发生器、错码位置计算单元、纠错单元组成。

其中错码位置计算单元和纠错单元合在一起构成译码器。

2．2 程序流程分析该程序流程主要通过输入一组四位信息码组，然后根据编码后的余数输出对编码进行检错判断，若输出余数为000 则无错码。

学号EDA技术及应用A课程设计说明书通信编解码器起止日期：2015 年12 月28 日至2015 年12 月31 日学生姓名班级成绩指导教师(签字)计算机与信息工程学院电子信息与工程系2015年12月31日课程设计任务书2014 —2015 学年第1 学期电子与信息工程系电子信息科学与技术专业课程设计名称：EDA技术及应用A设计题目：通信编解码器完成期限：自2015 年12月28 日至2015 年12 月31 日共 1 周一．课程设计依据在掌握常用数字电路原理和技术的基础上，利用EDA技术和硬件描述语言，EDA开发软件（Quartus Ⅱ）和硬件开发平台（达盛试验箱CycloneⅡFPGA）进行初步数字系统设计。

二．课程设计内容采用状态机结构设计简易串行数据编码器，输入为NRZ码，实现把输入码转换为转换为差分码，双相码，曼彻斯特码功能，串行数据速率为9600bit/s，要求通过仿真验证。

扩展设计：数据9600bit/s从串口来，采用1MHz超采样，实现数据9600bit/s NRZ码恢复，然后进行码变换。

三．课程设计要求1. 要求独立完成设计任务。

2. 课程设计说明书封面格式要求见《天津城建大学课程设计教学工作规范》附表13. 课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。

4. 测试要求：根据题目的特点，采用相应的时序仿真或者在实验系统上观察结果。

5. 课设说明书要求：1) 说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。

2) 对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作明确的描述。

3) 对实验和调试过程，仿真结果和时序图进行说明和分析。

4) 包含系统框图、电路原理图、HDL设计程序、仿真测试图。

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：2015 年12 月24 日目录第一章通信编解码器概述 (1)1.1总体方案设计 (1)1.2概念介绍 (1)1.2.1状态机 (1)1.1.2NRZ码 (2)1.1.3差分码 (2)1.1.4曼彻斯特码(又称双相码) (2)1.3编码器的设计及程序 (3)1.3.1 采用状态机结构设计 (3)1.3.2 差分码模块程序 (3)1.3.3 曼彻斯特码模块程序 (3)第二章转码器的设计与仿真 (6)2.1功能描述 (6)2.2差分码源程序（基于Verilog HDL语言） (6)2.2.1功能模块仿真 (6)2.3曼彻斯特码源程序（基于Verilog HDL） (8)2.3.1功能模块仿真 (11)第三章转码器的综合设计及验证 (12)3.1基于原理图的层次化设计 (12)3.2转码器码的原理图 (13)3.2.1曼彻斯特码转码器 (13)3.2.2差分码转码器 (13)第四章编解码器的设计总结 (14)4.1设计调试 (14)4.2 设计心得 (14)参考文献 (15)第一章通信编解码器概述编解码器（codec）指的是一个能够对一个信号或者一个数据流进行变换的设备或者程序。

长沙理工大学《通信电路EDA》课程项目报告系别计通系专业通信工程班级通信1203班指导教师单树民项目组组长历洋学号201254080312 项目组成员刘鼎新学号201254080330 项目组成员陈士怡学号201254080324 项目组成员侯耀文学号201254080323完成日期2014年11月5日目录1 引言 (3)1.1项目背景 (3)2 卷积码编解码器的结构概述 (4)2.1 卷积码编码器的结构 (4)2.2 卷积译码器的结构 (4)3 卷积码编解码器的VHDL设计 (5)3.1 VHDL设计的优点与设计方法 (5)3.2 卷积码编解码器的VHDL实现 (6)3.2.1 卷积编解码器顶层建模的VHDL描述 (7)3.2.2 用MAX+PLUSⅡ编译后生成的编解码器图形符号错误!未定义书签。

3.2.3 卷积编解码器VHDL仿真波形 (9)4 后记 (11)基于VHDL的卷积码编解码器的设计1 引言1.1项目背景现代数字通信有两个基本的理论基础,即信息论和纠错编码理论,它们几乎是同时在第二次世界大战结束后不久诞生的。

前者首先由Shannon以他的不朽名著“通信的数学理论”为标志建立起来的,而后者则以Hamming的经典著作“纠错和检错编码”为代表。

Shannon信息论主要讨论信息的度量,以及对于信息表示和信息传输的基本限制。

信道编码定理告诉我们,只要信息传输速率小于信道容量,则信息传输可以以任何小的错误概率进行。

但是,Shannon信息论并没有告诉我们如何去实现这一点。

Hanmming提出的纠错编码理论正是为了解决这个问题。

科学技术的发展使人类跨入了高度发展的信息化时代。

在政治、军事、经济等各个领域，信息的重要性不言而喻，有关信息理论的研究正越来越受到重视。

20世纪50年代信息论在学术界引起了巨大的反响。

20世纪60年代信道编码技术有了较大进展，成为信息论的又一重要分支。

信道编码技术把代数方法引入到纠错码的研究，使分组码技术的发展到了高峰，找到了大量可纠正多个错误的码，而且提出了可实现的译码方法。

通信原理课程设计任务书（10）
一、设计题目：密勒码编码器和解码器的设计
二、任务
利用所学过的《通信原理》中数字基带信号知识以及《电子设计自动化》（EDA技术）的基本知识设计一个编码器和解码器。

三、要求
将输入的二进制数据转换为密勒码。

编码器：“1”码用中心码元点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。

“0”码分两种情况，单个“0”时，在码元持续时间内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变，连“0”时，在两个“0”码的边界处出现电平跃变，即“00”与“11”交替。

译码器：接收编码器传输过来的密勒码，恢复为原来的码元序列。

四、方式
在教师的指导下，学生以小组合作学习方式，通过查找资料、确定设计方案，然后调试完成设计任务。

五、报告基本要求：格式如下：
一、设计任务；
二、系统的工作原理；
三、系统建模；
四、VHDL程序描述；
五、电路仿真波形及说明。

如何设计简单的编码器与解码器设计简单的编码器与解码器是数字通信系统中的重要任务之一。

编码器的作用是将输入信号转换为编码信号，而解码器则是将编码信号还原为原始输入信号。

在本文中，将介绍如何设计一个简单但高效的编码器与解码器。

一、编码器设计编码器的设计需要根据具体的应用场景和要求进行选择，常见的编码器包括哈弗曼编码、差分编码、相位编码等。

这里以差分编码为例进行说明。

差分编码是一种通过记录信号的差异来进行编码的方法。

其基本原理是将当前信号与前一个信号进行差异比较，将差异结果作为编码输出。

这种方法能够在一定程度上降低信号传输过程中的干扰和噪声影响。

差分编码器的设计步骤如下：1. 初始化：设定前一个信号的初始值为0。

2. 读取输入信号：获取当前输入信号的数值。

3. 计算差异：将当前输入信号与前一个信号进行相减，得到差异值。

4. 输出编码：将差异值作为编码输出。

5. 更新前一个信号：将当前输入信号作为下一次的前一个信号。

二、解码器设计解码器的设计需要与编码器相对应，以确保能够正确还原编码信号。

差分解码器的设计步骤如下：1. 初始化：设定前一个信号的初始值为0，用于解码信号还原。

2. 读取编码信号：获取当前编码信号的数值。

3. 还原差异：将编码信号作为差异值还原出当前信号的数值。

4. 输出解码信号：将还原的当前信号作为解码输出。

5. 更新前一个信号：将还原的当前信号作为下一次的前一个信号。

三、代码实现下面给出一种简单的编码器与解码器的Python代码实现。

以差分编码为例：```python# 编码器def encoder(input_signal):prev_signal = 0encoded_signal = []for signal in input_signal:diff = signal - prev_signalencoded_signal.append(diff)prev_signal = signalreturn encoded_signal# 解码器def decoder(encoded_signal):prev_signal = 0decoded_signal = []for diff in encoded_signal:signal = diff + prev_signaldecoded_signal.append(signal)prev_signal = signalreturn decoded_signal# 示例input_signal = [1, 3, 5, 7, 9]encoded_signal = encoder(input_signal) decoded_signal = decoder(encoded_signal) print("输入信号：", input_signal)print("编码信号：", encoded_signal) print("解码信号：", decoded_signal)```以上代码实现了对输入信号进行差分编码和解码的功能。

eda课程设计pcm解码器一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PCM解码器的基本原理，掌握其工作流程及关键参数。

2. 学生能描述EDA工具在PCM解码器设计中的应用，如原理图绘制、仿真测试等。

3. 学生了解数字信号处理基本概念，并掌握与PCM解码相关的基础知识。

技能目标：1. 学生能够运用EDA工具完成PCM解码器的设计、仿真和验证。

2. 学生能够分析PCM解码过程中出现的常见问题，并提出相应的解决方案。

3. 学生通过小组合作，提高团队协作能力和沟通表达能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子设计的兴趣，激发创新意识，增强实践能力。

2. 学生在学习过程中，培养严谨、细心的态度，提高解决问题的自信心。

3. 学生通过本课程的学习，认识到科技发展对社会进步的重要性，增强社会责任感。

课程性质：本课程为电子设计自动化（EDA）课程的一部分，旨在帮助学生掌握PCM解码器的设计与实现，提高学生的实践能力和创新能力。

学生特点：学生为高中年级，具备一定的电子基础知识，对新鲜事物充满好奇心，但实践经验不足。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手能力培养，鼓励学生主动思考、合作探究，提高解决问题的能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，实现课程目标的具体分解和达成。

二、教学内容1. PCM解码器基本原理：包括PCM编码过程、数字信号处理基础、解码器工作原理等，对应教材第3章内容。

2. EDA工具使用：介绍原理图绘制、仿真测试等EDA工具的基本操作，对应教材第4章内容。

3. PCM解码器设计流程：分析设计步骤，包括电路设计、仿真验证、PCB布线等，对应教材第5章内容。

4. PCM解码器关键电路：讲解运算放大器、比较器、时钟电路等关键电路的设计，对应教材第6章内容。

5. 仿真测试与优化：教授如何进行PCM解码器的仿真测试，分析常见问题，提出优化方案，对应教材第7章内容。

6. 实践操作：分组进行PCM解码器的设计、仿真、优化和实物制作，结合教材第8章案例。

通信电子中的编解码器设计在今天的通信电子领域中，编解码器是非常重要的一个组件。

编解码器是将模拟信号或数字信息转换为数字代码的设备。

这些数字代码可以更容易地传输和存储，然后再被解码，回到原来的形式。

本文将探讨编解码器在通信电子中的应用以及一些设计原则。

一、数字编解码器的原理及类型数字编解码器（Digital Codec）是在数字信号处理器核心中实现的电子器件，主要用于通过数字信号透明传输语音、音频和视频信号。

它可以接受来自麦克风、话筒、电视、监控等设备的模拟信号，经过A/D转换，再通过压缩编码的方法将数字信号传输出去，然后再通过解码器将数字信号转换为原始信号。

在数字编解码器中，主要有声音编解码器和视频编解码器两种类型。

常见的声音编解码器有G.711、G.722、G.726、G.729、GSM、AMR等。

每种编解码器都有相应的压缩算法和解压算法。

常见的视频编解码器有MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.264、H.265等。

这些编解码器都有不同的压缩比例，适应不同网络带宽，但由于传输延迟和解码计算量的问题，压缩比例过高会影响视频质量。

二、编解码器在通信电子中的应用在通信电子中，编解码器有很广泛的应用。

随着网络传输速度的提高，视频通信逐渐得到普及。

如今，各种网络应用都需要编解码器，比如IP电话、网络会议、视频监控、远程医疗、网络游戏等。

在网络视频服务和移动通信中，H.264、H.265等编解码标准极大地提高了视频传输和播放质量，大幅减少了传输带宽和存储容量。

在音频通信和语音识别方面，G.711、G.722、G.729等压缩算法被广泛应用，可以减少网络带宽和延迟，提升语音质量。

三、编解码器的设计原则编解码器的设计是一个复杂的过程，需要根据需要选择适当的技术路线。

以下是一些常见的编解码器设计原则：1. 根据要求确定合适的编解码器：为了适应不同的应用场合，编解码器的设计应根据不同的数据类型、业务需求和传输条件来确定。

组合逻辑３-８译码器的设计一、实验目的：1、掌握组合逻辑电路的设计方法。

2、掌握组合逻辑电路的静态测试方法。

3、初步掌握Max+PlusII软件的基本操作与应用。

4、初步了解可编程器件的设计全过程。

二、实验步骤：（一）设计输入：１、软件的启动：单击“开始”进入“程序”选中“Max+PlusII 10.1 BASELINE”，打开“”MaxplusII软件，如图4.1-1所示。

图4.1-1２、启动File\New菜单，弹出设计输入选择窗口，如图4.1-2所示：图4.1-2３、选择Graphic Editor File ，单击OK ，打开原理图编辑器，进入原理图设计输入电路编辑状态，如图4.1-3所示：４、设计输入1）放置一个器件在原理图上a 、在原理图的空白处双击鼠标右键，出现图4.1-4：图4.1-3图4.1-4b 、在光标处输入元件名称（如：input ，output ，and2，and3，nand2，or2，not ，xor ，dff 等）或用鼠标点击库元件，按下OK 即可。

c 、如果安放相同的元件，只要按住Ctrl 键，同时用鼠标按左键拖动该元件复制即可。

d 、一个完整的电路包括：输入端口input 、电路元件集合、输出端口output 。

e 、图4.1-5为３-８译码器元件安放结果。

２）添加连线到器件的引脚上：把鼠标移到元件引脚附近，则鼠标自动由箭头变为十字，按住鼠标左键拖动，即可画出连线。

３-８译码器原理图连线后如图4.1-6所示。

图4.1-5图4.1-6３）标记输入／输出端口属性分别双击输入端口的“PINNAME ”，当变成黑色时，即可输入标记符并回车确认；输出端口标记方法类似。

本译码器的三输入端分别标记为：A 、B 、C ；其八输出端分别为：D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7。

如图4.1-7所示。

４）保存原理图单击保存按钮图表，对于新建文件，出现类似文件管理器图框，请选择保存路径/文件名称保存原理图，原理图的扩展名为.gdf ，本实验中取名为test1.gdf 。

电子信息工程学系实验报告课程名称：EDA技术与实验实验项目名称：三八译码器设计实验时间：班级：通信091 姓名：Jxairy 学号：实验目的:1．熟悉ALTERA公司EDA设计工具软件max+plusⅡ。

2．掌握max+plusⅡ文本、原理图设计及其仿真。

实验环境:Windows 7、max+plusⅡ10等。

实验原理:（详见实验分析部分。

）实验内容:1．运用max+plusⅡ软件，设计三八译码器，掌握max+plusⅡ软件的文本设计流程。

2．运用max+plusⅡ软件，设计三八译码器，掌握max+plusⅡ软件的原理图设计流程。

3．了解和熟悉max+plusⅡ软件的菜单界面和命令功能。

实验过程:一、三八译码器文本设计：（1）新建文本：选择菜单File下的New，出现如图2.1所示的对话框，在框中选中“Text Editorfile”，按“OK”按钮，即选中了文本编辑方式。

（2）另存为Verilog编辑文件，如图2.2所示。

（3）在编辑窗口中输入程序。

图2.1 新建文本图2.2 另存为.V编辑文件（4）设置当前文本：在MAX+PLUS II中，在编译一个项目前，您必须确定一个设计文件作为您的当前项目。

请按下列步骤确定项目名：在File menu 菜单中选择Project Name项，将出现Project Name 对话框：在Files 框内，选择您的设计文件。

选择“OK”。

如图2.3所示。

图2.3 设置当前仿真的文本设计（5）打开编译器窗口：在MAX—plusⅡ菜单内选择Compiler 项，即出现如图2.4的编译器窗口。

图2.4 编译器窗口选择Start即可开始编译，MAX+PLUS II编译器将检查项目是否有错，并对项目进行逻辑综合，然后配置到一个Altera 器件中，同时将产生报告文件、编程文件和用于时间仿真用的输出文件。

（6）建立波形编辑文件：选择菜单File下的New选项，在出现的New对话框中选择“Waveform Editor File”，单击OK后将出现波形编辑器子窗口。