本文提供Verilog的viterbi译码代码,里面包括top顶层模块和testbench测试模块,导入vivado中即可仿真使用。要求使用者熟悉Verilog语言以及viterbi译码原理。具体其他原理资料可以自己了解。 Viterbi译码是通信和数字信号处理领域中一种重要的纠错技术,主要用于卷积编码的解码。在本文中,我们将深入理解Viterbi译码的原理,并通过Verilog硬件描述语言来阐述如何实现它。 Viterbi译码是基于最大似然序列估计的算法,用于找出在信道噪声干扰下最有可能的原始发送序列。卷积编码是一种线性编码方式,它通过将输入数据与一系列的生成多项式相乘,产生多个输出位,从而增强抗噪声能力。对于2-1-6卷积编码(也称为(3,1,7)编码),每个输入位会产生3个输出位,其中1个是输入位,6个是编码位。 在Verilog实现中,Viterbi译码器通常包含两个主要部分:一个顶层模块(VB_top)和一个测试模块(VB_test)。在给定的代码中,VB_top是Viterbi译码器的主要实现,而VB_test则用于验证其功能。VB_test内部还包含了一个vbencoder模块,这是卷积编码器,负责产生卷积编码后的数据。 VB_top模块接收从编码器传来的BUM_dasin0、BUM_dasin1和BUM_dasin2三个编码位,以及一个时钟信号clk、复位信号rst_all和启动信号start。译码器的输出是一个解码后的比特outbit,以及一个就绪信号ready,表明解码过程已经完成。 在vbencoder模块中,输入是59位的原始数据inbit,输出是编码后的BUM_dasin0、BUM_dasin1和BUM_dasin2。该模块还维护了一个当前状态变量curstt,以及一个计数器count,用于跟踪输入比特的位置。每次时钟上升沿,如果复位信号为高,模块将初始化状态和输出,否则根据卷积编码规则计算新的输出位。 Viterbi译码器的核心在于动态规划算法,它通过比较路径概率并选择概率最大的路径来进行解码。在Verilog实现中,这通常涉及多个存储单元(例如,路径存储器和生存路径存储器)以及大量的比较和选择操作。由于这里没有具体展示这些部分的代码,我们可以推断VB_top模块可能包含了这些核心组件,但具体实现细节未被列出。 为了完整实现Viterbi译码,还需要考虑以下关键步骤: 1. 初始化:设置初始状态和路径概率。 2. 状态转移:根据当前编码位和前一状态计算新的状态。 3. 更新路径:存储当前状态的概率,并与之前存储的路径概率进行比较,保留概率较大的路径。 4. 跟踪生存路径:记录每一步的最佳状态。 5. 输出解码:在接收完所有编码位后,回溯生存路径以得到最可能的原始数据。 测试模块VB_test中的仿真序列会模拟时钟和复位,同时提供一个预定义的输入序列。通过观察outbit和ready信号,可以验证Viterbi译码器是否正确地解码了输入序列。 Viterbi译码在Verilog中的实现是一个复杂的硬件设计任务,涉及到许多并行操作和存储单元。虽然提供的代码片段仅展示了编码器和部分测试模块,但它为我们理解Viterbi译码器的结构和工作流程提供了一个基础框架。实际的Viterbi译码器实现需要更详尽的代码,包括完整的状态机、路径存储器和生存路径管理逻辑。
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