1.4.2 .Mụ tả tổng quỏt
3.3 Khối giải mó PN
Trong chuỗi dữ liệu nhận được là dữ liệu đó được trải phổ bằng việc cộng mụdul 2 giữa dữ liệu với mó PN. Do đú để nhận được dữ liệu thực ở mỏy thu cần phải giải mó PN hay nộn phổ trở lại. Để thực hiện việc này chỉ việc cộng modul 2 giữa dữ liệu nhận với mó PN đẫ được đồng bộ với mỏy phỏt.
Khi nhận dạng được khối 20000 bit đồng bộ đầu khung thỡ ta bắt đầu giải mó PN. Việc giải này ta chỉ việc lấy dữ liệu và mó PN cổng modul 2 với nhau, chuỗi dữ liệu PN được lấy luụn từ bộ tạo mó PN ở trờn đó được đồng bộ với dữ liệu vào, lối ra của bộ giải mó PN này là chuỗi dữ liệu gốc cần thu và được đưa vào khối chuyển dữ liệu nối tiếp thành song song và để đưa sang khối ghộp nối với mỏy tớnh.
3.4 Khối chuyển đổi chuỗi bớt nối tiếp thành song song
Dữ liệu từ vệ tinh được truyền đi đó được lượng tử hoỏ điều chế PCM. Trong chuỗi dữ liệu này, cú loại ảnh được lượng tử hoỏ 6 bit một điểm ảnh là dữ liệu loại ảnh nhỡn thấy, và loại ảnh được lượng tử hoỏ 8 bit một điểm ảnh là ảnh hồng ngoại như được mụ tả ở trờn, sau đú chuyển cỏc byte này thành chuỗi nối tiếp cỏc bớt sau đú mới điều chế pha và truyền về cỏc trạm mặt đất. Do đú ở mỏy thu sau khi đó khụi phục thành chuỗi bit thi phải chuyển thành cỏc byte tương ứng
Trong một khung dữ liệu cú đoạn dữ liệu 8 bit chuyển thành 1 byte cú đoạn dữ liệu 6 bit chuyển thành 1 byte, vậy cần xỏc định mốc ranh giới này.
Để thực hiện được cỏc việc trờn ta phải tạo được xung nhịp byte và tạo chức năng chuyển đổi từ nhịp byte 8 bit sang byte 6 bit khi phỏt hiện được ranh giới giữa 2 đoạn dữ liệu này. Theo mụ khung số liệu ở trờn ta thấy cú 10205 byte dữ liệu 8 bit và 48244 byte dữ liệu 6 bit vỡ vậy ta cần xỏc định 2 mốc này. Để thực hiện việc này ta xõy dựng 1 bộ đếm 8 và đếm 6 cú cửa điều khiển hai chế độ này để tạo ra xung nhịp byte, và một bộ đếm 16 bit để xỏc định 2 ranh giới trờn và điều khiển lỳc nào đếm 8 lỳc nào đếm 6. Bộ chuyển đổi chuỗi bit nối tiếp thành dữ liệu song song, để thực hiện việc chuyển dữ liệu nối tiếp thành từng byte ta đưa dữ liệu vào một bộ ghi dịch 8 bit nụi ra đưa vào một bộ chốt, xung chốt được lấy từ xung nhịp byte.
Chƣơng 4
THỰC NGHIỆM VÀ CÁC KẾT QUẢ 4.1. Cỏc bƣớc thực hiện một project trờn FPGA
Trong thiết kế phần cứng bằng ngụn ngữ (HDL: Hardware Desciption Language) ngoài cỏch dựng cỏc ngụn ngữ mụ tả phần cứng như ABEL, VHDL hoặc Verilog,… cũn cú một phương phỏp khỏ tiện dụng, đú là sử dụng kỹ thuật đồ hoạ. Với phương phỏp này người dựng cú thể thiết kế cỏc hệ thống từ đơn giản đến phức tạp một cỏch nhanh chúng dựa trờn thư viện cú sẵn hay tự mỡnh tạo ra bằng cỏch sử dụng cỏc ngụn ngữ kể trờn. Dựa vào mỗi đặc tớnh của từng họ chip cụ thể, nhà sản xuất cung cấp cho người dựng một thư viện tương ứng, cỏc thành phần cú trong thư viện là những thành phần cơ bản, chủ yếu mà người dựng thường cú nhu cầu sử dụng đến. Trong quỏ trỡnh thiết kế, nếu người dựng tỡm khụng thấy thành phần cần thiết cho thiết kế của mỡnh thỡ cú thể tự tạo ra nú bằng cỏch dựng cỏc thành phần trong thư viện để xõy dựng nờn hoặc dựng cỏc ngụn ngữ đó núi trờn để mụ tả chỳng rồi lưu trữ lại. Ưu điểm của phương phỏp đồ hoạ là: tớnh trực quan, nhanh chúng trong thiết kế cỏc hệ thống vừa và nhỏ, khụng đũi hỏi người thiết kế phải biết nhiều về ngụn ngữ mụ tả phần cứng, tiết kiệm tài nguyờn trờn chip (dung lượng phần sử dụng đến). Thời gian cần cho thiết kế càng rỳt ngắn nếu người dựng đó thiết kế phần cứng ứng dụng một phần hoặc toàn bộ bằng cỏc limh kiện rời rạc. Nhược điểm của phương phỏp đồ hoạ là nú đũi hỏi người thiết kế phải nắm rừ cấu trỳc của hệ thống phần cứng cần thiết kế. Trong khi vấn đề này trở nờn đơn giản hơn nếu dựng ngụn ngữ để mụ tả, bởi vỡ nú khụng yờu cầu người thiết kế biết chi tiết hoặc tường tận về cấu trỳc phần cứng, mà chỉ yờu cầu người thiết kế nắm được nguyờn lý hoạt động của nú, thụng qua bảng chõn lý là đó cú thể mụ tả được nú rồi. Nhưng phương phỏp dựng ngụn ngữ mụ tả cũng cú nhược điểm là thường rất tốn tài nguyờn của chip, bởi cấu trỳc bờn trong hệ thống được người dựng mụ tả sẽ được phần mềm thiết kế tự động cấu trỳc (đặt
cấu hỡnh) thụng qua cõu lệnh mà người thiết kế đó viết ra, vỡ vậy khụng trỏnh khỏi sự trựng lặp trong việc sử dụng cỏc phần tử (yếu tố) logic (thành phần chớnh của chip), chớnh vỡ thế mà gần như hàng năm, cỏc nhà sản xuất chip lại đưa ra cỏc phiờn bản nõng cấp phần mềm thiết kế để nhằm tối ưu hoỏ trong thiết kế sao cho tiết kiệm khụng gian trờn chip được nhiều nhất.
Sau đõy xin trỡnh bày rừ hơn phương phỏp thiết kế phần cứng bằng đồ hoạ, trờn cơ sở sử dụng phần mềm thiết Maxplus2 của Altera (Mỹ).
Giao diện của của phần mềm Maxplus2 cú dạng như sau:
Hỡnh 21: Giao diện của của phần mềm Maxplus2.
4.1.1. Tạo một project [3]
Bước đầu tiờn ta phải xỏc định tờn của project thiết kế. Trong cửa sổ Manager, tra chọn File | Project | name để mở hộp thoại. Sau đú đỏnh tờn của project cua mỡnh vào ụ Project Name, chọn thư mục mà mỡnh cần làm việc và ấn OK.
Hỡnh 22: Chỉ rừ tờn và thƣ mục làm việc của project.
4.1.2. Sử dụng Graphic Editor
Hỡnh 23 : Màn hỡnh của Graphic Editor.
Bước kế tiếp là vẽ sơ đồ. Trong cửa sổ Manager ta chọn MAX + PLUS II | Graphic Editor. Cửa sổ Graphic Editor xuất hiện bờn trong cửa sổ Manager. Ta cú thể di chuyển hoặc định lại kớch thước cửa sổ Graphic Editor và tăng thờm kớch thước của cửa sổ Manager để cung cấp thờm khụng gian làm việc. Ở hỡnh 23, cửa sổ Graphic Editor được cực đại hoỏ sao cho choỏn hết chỗ toàn bộ cửa sổ Manager.
Thanh tiờu đề ở hỡnh 23 bao gồm một số tờn menu và biểu tượng, cỏc tờn này đó khụng xuất hiện ở hỡnh 21. Điều này là do cửa sổ Manager luụn luụn
chỉ ra cỏc mục cú sẵn trong bất kỳ ứng dụng nào hiện đang được sử dụng. Một số biểu tượng được sử dụng để gọi cỏc mục của Graphic Editor cũng xuất hiện dọc theo cạnh bờn trỏi của cửa sổ.
Để thấy mụ tả của một mục của Graphic Editor kết hợp với mỗi biểu tượng, định vị chuột lờn trờn biểu tượng; một thụng bỏo được hiển thị gần dưới đỏy của cửa sổ. Hai biểu tượng thụng dụng nhất là cỏc biểu tượng trụng giống như kớnh lỳp. Cỏc biểu tượng này được sử dụng để thấy hỡnh của sơ đồ lơn hơn hoặc nhỏ hơn.
4.1.2.1. Đặt tờn cho sơ đồ
Sơ đồ được tạo ra phải được đặt tờn. Ta chọn File | Save as để mở hộp pop-up được miờu tả ở hỡnh 24. Thư mục mà ta đó chọn cho project này đó được chọn trong hộp pop- up. Graphic Editor sẽ tạo ra một tập tin riờng cho sơ đồ và lưu tập tin trong thư mục của
project. Trong hộp cú nhón File Name, Hỡnh 24: Chỉ rừ tờn của sơ độ ta VD1.gdf. Ta phải sử dụng tờn này một cỏch chớnh xỏc. Tờn VD1 phải phự hợp với tờn của project và phần mở rộng là gdf, chữ viết tắt của graphic design file (tập tin thiết kế đồ hoạ), phải được sử dụng cho tất cả cỏc sơ đồ. Nhấp OK để trở về Graphic Editor .
4.1.2.2 Nhập vào cỏc ký hiệu cổng logic [3]
Graphic Editor cung cấp vài thư viện chứa cỏc phần tử mạch, cỏc phần tử này cú thể được nhập vào trong sơ đồ. Với thớ dụ đơn giản của ta, ta sẽ sử dụng thư viện cú tờn là Primitives, thư
viện này chứa cỏc cổng logic cơ bản. Để truy cập thư viện, ta nhấp đụi chuột vào khoảng trống ở giữa màn hỡnh Graphic Editor để mở hộp pop-up ở hỡnh 25 (cỏch khỏc để mở hộp này là chọn Symbol | Enter Symbol).
Hộp cú nhón Symbol Libraries liệt kờ vài thư viện cú sẵn, bao gồm thư viện Primitives. Để mở thư viện này, ta nhấp đụi chuột trờn dũng kết thỳc bằng chữ prim. Một danh sỏch cỏc cổng logic trong thư viện được tự động hiển thị trong hộp Symbol Files. Ta nhấp đụi chuột vào ký hiệu and2 để nhập ký hiệu này vào trong sơ đồ (ta cú thể thực hiện cỏch khỏc, nhấp chuột vào and2 rồi nhấp OK). Ký hiệu cổng AND2 – ngừ vào lỳc này xuất hiện bờn trong cửa sổ Graphic Editor.
Hỡnh 26: Sơ đồ hoàn tất từng phần tử.
Bất kỳ ký hiệu nào trong sơ đồ cú thể được chọn bằng cỏch sử dụng chuột. Ta định vị con trỏ chuột lờn trờn ký hiệu cổng AND trong sơ đồ và nhấp chuột để chọn. Ký hiệu sẽ được nổi lờn màu đỏ. Để di chuyển một ký hiệu, ta chọn ký hiệu và trong khi vẫn tiếp tục giữ nỳt chuột, ta rờ (drag) chuột để di chuyển ký hiệu. Để dễ dàng định vị trớ của một ký hiệu đồ hoạ, một mạng đường hướng dẫn kẻ ụ cú thể được hiển thị trong cửa sổ Graphic Editor
bằng cỏch chọn Option/ShowGuideline. Khoảng cỏch giữa cỏc đường cú thể được hiệu chỉnh bằng cỏch sử dụng Option/ Guideline Spacing.
Hàm lụgớc yờu cầu cổng AND 2 - ngừ vào thứ hai, một cổng OR 2 - ngừ vào và một cổng NOT. Ta sử dụng cỏc bước sau đõy để nhập chỳng vào trong sơ đồ.
Định vị con trỏ chuột trờn ký hiệu cổng AND mà ta đó nhập vào, ấn giữ phớm Ctrl của bàn phớm, nhấp và rờ chuột ra khỏi ký hiệu cổng AND. Graphic Editor tự động sao chộp ký hiệu cổng AND. Thủ tục tắt (shortcut) này cho ta sao chộp một phần tử mạch một cỏch thuận lợi khi ta cần nhiều bản sao của cựng một phần tử trong sơ đồ. Dĩ nhiờn một phương phỏp khỏc là nhập vào từng trường hợp của phần tử bằng cỏch mở thư viện Primitives như được mụ tả như trờn.
Ta nhập ký hiệu cổng OR và cổng NOT với cựng phương phỏp đó mụ tả khi nhập ký hiệu cổng AND. Để tỡm cỏc cổng cơ bản , ta sử dụng thanh cuộn (scrol bar) để cuộn xuống danh sỏch cỏc ký hiệu cổng và tỡm ký hiệu tờn or2 và not. Để định hướng cổng NOT sao cho cổng này hướng xuống ta chọn ký hiệu cổng NOT và kế đến sử dụng lệnh Edit/Rotate/270 để quay ký hiệu này 270 độ ngược chiều kim đồng hồ.
Cỏc ký hiệu trong sơ đồ cú thể được di chuyển bằng cỏch chọn chỳng và rờ chuột, như đó được giải thớch ở trờn. Nhiều hơn một ký hiệu cú thể được chọn đồng thời bằng cỏch nhấp chuột và kộo một đường bao quanh cỏc ký hiệu. Cỏc ký hiệu được chọn sẽ được di chuyển cựng nhau bằng cỏch nhấp chuột trờn bất kỳ ký hiệu nào trong chỳng và di chuyển. Ta nờn thử nghiệm với thủ tục này. Ta sắp xếp cỏc ký hiệu sao cho sơ đồ xuất hiện giống như sơ đồ ở hỡnh 26.
Đến đõy cỏc ký hiệu cổng logic đó được đưa vào, ta cần nhập cỏc ký hiệu để biểu diễn cỏc port ngừ vào và ngừ ra của mạch. Ta mở thư viện Primitives lần nữa.
Ta nhấp chuột bất cứ nơi nào trong hộp cú nhón Symbol Files và kế đến gừ ký tự “i” để nhảy qua danh sỏch ký hiệu đến danh sỏch cỏc tờn bắt đầu bằng chữ i. Biện phỏp tắt này cú thể được sử dụng cựng với cỏc thanh cuộn được cung cấp trờn hộp Symbol File. ta nhập ký hiệu cú tờn là input vào sơ đồ. Ta nhập thờm hai trường hợp nữa cho ký hiệu nhập. Để biểu diễn ngừ ra của mạch, ta mở thư viện Primitives và nhập ký hiệu cú tờn là output. Sắp xếp cỏc ký hiệu như được minh hoạ ở hỡnh 26.
4.1.2.4. Gỏn tờn cho cỏc ký hiệu ngừ vào và ngừ ra
Ta chỏ đến chữ PIN_NAME trờn ký hiệu chõn ngừ vào ở gúc trỏi trờn của sơ đồ và nhấp đụi chuột. Tờn của chõn được chọn, cho phộp ta gừ vào tờn mới của chõn. Ta gừ x1 làm tờn của chõn này. Việc gừ phớm Enter ngay sau khi gừ tờn chõn làm cho chuột tập trung di chuyển đến chõn một cỏch trực tiếp bờn dưới chõn đang được đặt ra. Phương phỏp này cú thể được sử dụng để đặt tờn một số bất kỳ cỏc chõn. Ta gắn cỏc tờn x2 và x3 cho cỏc chõn ngừ vào ở dưới theo thứ tự. Sau cựng ta gắn tờn f cho chõn ngừ ra.
4.1.2.5. Nối dõy cỏc nỳt
Bước kế tiếp là cỏc đường (cỏc dõy) để nối cỏc ký hiệu trong sơ đồ với nhau. Ta nhấp chuột trờn biểu tượng trụng giống đầu mũi tờn dọc theo cạnh trỏi của cửa sổ Manager. Biểu tượng này được gọi là cụng cụ Selection, cho phộp Graphic Editor tự động thay đổi giữa cỏc chế độ lựa chọn một ký hiệu trờn màn hỡnh hoặc cỏc dõy đến cỏc ký hiệu kết nối. Chế độ thớch hợp được chọn phụ thuộc vào vị trớ chuột đang trỏ đến.
Di chuyển con trỏ chuột lờn ký hiệu ngừ vào x1. Con trỏ chuột xuất hiện dưới dạng đầu mũi tờn khi trỏ vào bất cứ nơi nào trờn biểu tượng ngoại trừ ở
cạnh bờn phải. Đầu mũi tờn cú nghĩa là ký hiệu sẽ được lựa chọn nếu nỳt chuột được ấn. Ta di chuyển chuột trỏ đến đường nhỏ, gọi là pinstub, trờn cạnh phải của ký hiệu ngừ vào x1. Con trỏ chuột thay đổi thay đổi thành một crosshair, cho phộp một dõy được vẽ để nối pinstub đến một vị trớ khỏc trờn sơ đồ. Một kết nối giữa hai hay nhiều pinstub trong sơ đồ được gọi là một nỳt (node). Tờn này xuất phỏt từ thuật ngữ về điện, trong đú thuật ngữ nỳt tham chiếu đến một số điểm bất kỳ trong một mạch được kết nối với nhau bằng cỏc dõy và do vậy cú cựng một điện ỏp.
Ta nối ký hiệu ngừ vào của x1 đến cổng AND ở phớa trờn của sơ đồ như sau. Trong khi chuột đang trỏ tới pinstub ký hiệu x1, ta nhấp và giữ nỳt chuột. Rờ chuột về phớa bờn phải cho đến khi đường (dõy) được vẽ đạt đến pinstub trờn ngừ vào của cổng AND; kế đến nhả nỳt chuột. Hai pinstub đó được kết nối và biểu diễn một nỳt đơn trờn mạch.
Ta sử dụng cựng thủ tục để vẽ một dõy từ pinstub trờn ký hiệu ngừ vào x2 đến ngừ vào khỏc trờn cổng AND. Kế đến vẽ một dõy từ pinstub trờn ngừ vào của cổng NOT về phớa trờn cho đến khi đạt đến dõy đang nối x2 với cổng AND. Nhả nỳt chuột và quan sỏt thấy cú một điểm nối được tự động vẽ. Ba pinstub tương ứng với ký hiệu ngừ vào x2, ngừ vào cổng AND và ngừ vào cổng NOT lỳc này biểu diễn một nỳt đơn trong mạch.
Hỡnh 27: Kết nối cỏc ký hiều để hoàn tất một thiết kế.
Để hoàn tất sơ đồ, ta nối ngừ ra của cổng NOT với cổng AND phớa dưới và nối ký hiệu ngừ vào của x3 đến cựng cổng AND đú. Ta nối cỏc ngừ ra của 2 cổng AND với cổng OR và nối cổng OR với ký hiệu ngừ ra f. Nếu cú bất kỳ lỗi nào được tạo ra trong khi hết kết nối cỏc ký hiệu, cỏc dõy bị nhầm cú thể được chọn bằng chuột và đến loại bỏ bằng cỏch gừ phớmDelete hoặc bằng cỏch chọn Eđit/Delete. Sơ đồ hoàn tất được mụ tả ở hỡnh 27. Ta lưu sơ đồ này bằng cỏch sử dụng File/Save.
Do thớ dụ của ta rất đơn giản, ta dễ dàng vẽ tất cả cỏc dõy trong mạch mà khụng tạo ra một sơ đồ hỗn độn. Tuy nhiờn, trong cỏc sơ đồ lớn một số