FPGA实现IRIG-B(DC)码编码和解码的设计.pdf

IRIG-B码是一种起源于军队靶场的时间同步标准，主要用于为各种军事和航天活动提供精确的时间信息。IRIG-B时间码（简称B码）由IRIG的电信组（Telecommunication Group，TCG）制定，常应用于时间信息传输系统中。B码主要包括两种类型：AC码（交流码）和DC码（直流码），根据传输距离和时间精度需求进行选用。在实际应用中，远距离传输使用AC码，近距离传输使用DC码。在本设计中，重点研究了IRIG-B(DC)码的FPGA实现。 FPGA（现场可编程门阵列）是一种重要的硬件实现技术，因其灵活性、高效率、低功耗以及良好的抗干扰性，非常适合用于实现时码技术与时间系统的研制和开发。FPGA可以分配相干的工作时钟给系统内部的从设备，确保从设备具有同源的时钟基准，这对于提高整个时间系统的同步性至关重要。 在本设计中，FPGA的主要工作包括两部分：编码和解码。编码部分负责接收时间信号，并根据GPS的1pps（脉冲每秒）信号生成与之精确同步的B码信号。而解码部分则对收到的B码格式信号进行解调，提取出所需的绝对时间信息以及各类控制信号，供后续测量设备使用。 为了实现精确的同步，FPGA设计中考虑了多个不同的时钟频率。通过精心设计的同步体系结构，FPGA能够确保输出的时钟与信号的延迟控制在200纳秒以内，这为实现IRIG-B码与时间信号的精确同步提供了可能。此外，FPGA的高度集成性使得时统设备能够朝着大规模、高速度、低成本、低开发费用、短设计周期、简单电路和易于调试、高可靠性的方向发展，这也符合时统设备发展的必然趋势。 在设计实现IRIG-B(DC)码的FPGA编码和解码过程中，需要了解IRIG-B码的格式和原理。IRIG-B码是一种串行时间码，它在时间精度方面有着严格的要求，因此在设计时必须确保信号的同步性，并对信号传输中可能出现的延迟、噪声干扰等因素进行充分考虑。通过合理的设计和优化，FPGA能够有效地处理这些问题，为时间同步系统提供稳定、准确的同步信号。 FPGA实现IRIG-B(DC)码编码和解码的设计研究，不仅在理论上分析了FPGA在时码技术中的应用优势，同时在实践中验证了其可行性。通过FPGA的使用，可以极大地提高时间同步系统的性能，使其更加稳定可靠，更易于集成和维护，进而广泛应用于需要高精度时间同步的各种场合，如卫星、航天器发射、常规武器试验、测控系统等。