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HDLC控制协议的FPGA设计与实现
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2021-02-03
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摘要:设计了一种基于FPGA的HDLC协议控制系统该系统可有效利用FPGA片内硬件资源,无需外围电路,高度集成且操作简单。重点对协议的CRC校验及“0”比特插入模块进行了介绍,给出了相应的VHDL代码及功能仿真波形图。 关键词:高级数据链路控制; 现场可编程门阵列; 循环冗余码校验 1引言 HDLC(HighLevelDataLinkControl)协议是通信领域中应用最广泛的协议之一,它是面向比特的高级数据链路控制规程,具有差错检测功能强大、高效和同步传输的特点。目前市场上有很多专用的HDLC芯片,但这些芯片大多因追求功能的完备,而使芯片的控制变得复杂。实
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HDLC控制协议的控制协议的FPGA设计与实现设计与实现
摘要:设计了一种基于FPGA的HDLC协议控制系统该系统可有效利用FPGA片内硬件资源,无需外围电路,高度集成且操作
简单。重点对协议的CRC校验及“0”比特插入模块进行了介绍,给出了相应的VHDL代码及功能仿真波形图。
关键词:高级数据链路控制; 现场可编程门阵列; 循环冗余码校验
1 引言
HDLC(High Level Data Link Control)协议是通信领域中应用最广泛的协议之一,它是面向比特的高级数据链路控制规
程,具有差错检测功能强大、高效和同步传输的特点。目前市场上有很多专用的HDLC芯片,但这些芯片大多因追求功能的完
备,而使芯片的控制变得复杂。实际上,对于某些特殊场合的特殊用途(如手持式设备),我们只需选择HDLC协议中最符合系
统要求的部分功能,设计一种功能相对简单、使用灵活的小型化HDLC协议控制器。
另一方面,随着深亚微米工艺技术的发展,FP-GA(Field Programmable Gate Array)芯片的规模越来越大,其单片逻辑
门数已超过上百万门。同时它还具有设计开发周期短、设计制造成本低、可实时在线检验等优点,因此被广泛用于特殊芯片设
计中。本设计中采用Altera公司的FLEX10K芯片EPF10K20RC240-3来实现HDLC协议控制器。
2 HDLC协议简介
在HDLC 通信方式中,所有信息都是以帧的形式传送的,HDLC帧格式如表1所列。
表1 HDLC帧格式示意图
1) 标志字
HDLC协议规定,所有信息传输必须以一个标志字开始,且以同一个标志字结束,这个标志字是01111110。开始标志到
结束标志之间构成一个完整的信息单位,称为一帧。接收方可以通过搜索01111110来探知帧的开始和结束,以此建立帧同
步。在帧与帧之间的空载期,可连续发送标志字来做填充。
2) 信息段及“0”比特插入技术
HDLC帧的信息长度是可变的,可传送标志字以外的任意二进制信息。为了确保标志字是独一无二的,发送方在发送信息
时采用“0”比特插入技术,即发送方在发送除标志字符外的所有信息时(包括校验位),只要遇到连续的5个“1”,就自动插
入一个“0”;反之,接收方在接收数据时,只要遇到连续的5个“1”,就自动将其后的“0”删掉。“0”比特插入和删除技术也使
得HDLC具有良好的传输透明性,任何比特代码都可传输。
3) 地址段及控制段
地址字段为8位,也可以8的倍数进行扩展,用于标识接收该帧的栈地址;控制字段为8位,发送方的控制字段用来表
示命令和响应的类别和功能。
4) CRC校验
HDLC采用16位循环冗余校验码(CRC-16)进行差错控制,其生成多项式为
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