一、所研究课题的任务、性质、目的和意义
在许多存储系统中,以游程长度受限码来克服码间串扰,用rll(d,k,)来表示,d,k分别规定了可能出现在序列中的最小和最大游程,参数d控制的最高传输率,避免序列通过带限通道传输时的码间串扰,参数k确保适当的跳变频率以满足锁相环读取时钟同步的需要。在使用峰值检测技术的磁盘驱动中的一种标准编码技术为1/2的(d.k)=(2,7)码,也称franaszek码。
fpga(fieldprogrammablegatearray现场可编程门阵列)它是在pal、gal、pld等可编程器件的基础上进一步发展的产物,fpga既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。可以毫不夸张的讲,fpga能完成任何数字器件的功能,上至高性能cpu,下至简单的74电路,都可以用fpga来实现。利用fpga进行设计,不仅能在短时间内完成设计任务,而且能使系统的速度更快、体积更小、重量更轻、功耗更小,满足现代电子发展的要求。
vhdl(vhsichardwaredescriptionlanguage)语言是现代数字系统设计的基本硬件描述语言。由于vhdl所具有的通用性,它已成为可支持不同层次设计者需求的标准语言。使用vhdl,可以快速地描述和综合电路设计。
二、本课题的国内外现状,已解决了哪些问题,尚需解决的问题
fpga是一种将门阵列的通用结构与pld的现场可编程特性结合于一体的新型器件,具有集成度高、通用性好、设计灵活、编程方便、产品上市快等多方面的优点。目前,fpga的容量已经跨过了百万门级,生产厂家已由最初的一家增加到十多家,产品日益丰富,性能不断提高,成为最受欢迎的器件之一。随着深亚微米工艺技术的发展,fpga单片规模大大提高,系统运行速度不断提高,相对功耗不断下降,价格也大幅调低,使得fpga器件从一个功能辅助型的现场集成器件,发展成系统级现场集成器件,应用面和使用量大大扩展,从而使“工艺集成技术”和“现场集成技术”成为现代集成电路技术并驾齐驱的两翼。
本课题研究方向为硬盘驱动器中信道调制码的编译码器的设计,包括总体方案的设计、个部分功能单元的设计、顶层文件的时序仿真,从而实现基于fpga的硬盘编译码。
首先设计总体方案,解决不定长编码中如何识别信源字和和速度匹配问题
然后是状态机设计,状态机用来实现信源字的识别,并将其相应的存储地址传给存有编码规则的rom。
第三是缓存控制模块读取存于rom中的编码,置于缓存中,当缓存中的数据达到一定数量(足以避免出现空挡)即开始对外串行输出编码。rom采用maxplus2中的可调参数宏模块lpm_rom,既充分利用片内资源又减少编程量。最后完成顶层文件波形仿真,观察输出序列。
三、根据任务提出解决办法或设计方案
1、首先查阅相关资料,了解fpga原理和vhdl编程及其目前国内外的发展情况。
2、学会max+plusii软件。
3、设计用于变长编码的有限状态机(fms),用状态机判断各信源字间的状态转移,并设计出各状态。
4、完成缓存控制器设计和lpm_rom的配置,考虑到要存储一些暂时的变量,这里采用16位缓存,在缓存达到8位时开始输出。调用lpm_rom将rom配置成异步方式。
5、用maxplus2进行顶层文件波形仿真,查看各信号和变量的波形,以便更好了解整个系统的时序关系。
四、大体计划和进度
第一周:查阅资料,了解vhdl设计方法,了解fpga发展历史;
第三周:学习max+plusii软件,了解其编程原理,学会简单的程序编写;
第五周:利用max+plusii软件进行简单的仿真实验,掌握其一般的编程原理和仿真方法;
第九周:完成任务书、开题报告及综述的编写;
第十一周:进行中期检查;
第十二周:在十二周之前完成毕业设计任务;
第十三周:在7-10天之内完成毕业毕业设计论文的编写,打印;
第十四周:准备毕业论文的答辩和进行毕业答辩。
参考资料:
1、胡华.信息存储中的通道检测与调制编码技术.记录媒体技术,,3
2、杨晖,张风言.大规模可编程逻辑器件与数字系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1997.
3、朱明程,熊元姣.actel数字系统现场集成技术.北京:清华大学出版社,.
4、徐志军.大规模可编程逻辑器件及其应用.成都:电子科技大学出版社,