基于fpga的irigbdc码解码

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1、的解码万方数据modulationofIRl6一日(口[)[od巳王茂凌(电信科学技术第五研究所成都610062)WANGMao—ling(TheFifthResearchInstituteofTelecommunicationTechnology，Chengdu，610062)摘要：IRIG--B(DC)时间码(简称B码)是国际通用时间格式码，广泛应用于各种系统的时间同步。本文给出了基于FPGA的IRIG--B(DC)标准时间码解码设计。详细介绍了IRIG-B码及其解码原理，以及采用FPGA实现解码的方法。关键词：FP

2、GA；IRIG-B；流水线结构0引言随着数字同步网的建设，标准时间信息也越来越成为数字同步网中不可缺少的部分。现在大多数国家的标准时间信息都是通过GPS全球卫星定位系统来获取，使用GPS接收机获得UTCH$间。由于目前GPS接收机采用IRIG-B时间码的格式输出标准时间信息，并且因为IRIG—B时间码自身携带了27个控制码元可以方便地实现控制，被广泛地应用于军网、电力网等专网中，所以本文提出了一种采用FPGA来实现的IRIG—B时间码解码设计方案。1IRIG—B码简介IRIG(InterRangeInstrumentat

3、ionGroup)是美国RCC(RangeCommandersCouncil)所属的负责制订靶场标准等工作的机构。IRIG．B时间码(简称B码)就是由IRIG所属的TCG(TelecommunicationGroup)制订的一种串行时间码。2m$5ms8ms+II++II++II+几__j广L』厂可‘面‘o冒‘‘锰‘～“0”“1”ap．图1B码码元B码是一种串行时间码，帧长为1s，共包含100个码元。它采用脉宽调制方式编码，共有三种宽度的码元，分别表示⋯0、“l”、“P”，其中“P”为标志位。如图1所示，码元的总宽度为1

4、0ms，⋯0’的脉宽为2ms；⋯1’的脉宽为5ms；⋯P’的脉宽为8ms。B码的1帧从连续两个⋯P开始，其中第一个标志位为P。，第二个标志位为P。，P。的上升沿是1秒的准秒时刻，即当前帧表示的秒时刻的起点。如果规定P。所在位置为第0个码元，那么每帧分别有编号为0、1、2⋯⋯99的码元。标志位P，、P：、P，⋯⋯P。的位置分别在9、19、29⋯⋯99。B码包含了当前时刻的秒、分、时、天信息和每天按秒计时的秒数(TIMEOFDAY简称TOD)，如图2N示。秒信息从00到59，分为“秒”和“十秒”两部分，分别使用BCD码表示。

5、“秒”使用1、2、3、4码元，“十秒”使用6、7、8码元。分信息也是从oo卫J59，分为“分”和“十分”，“分”使用lO、11、12、13码元，“十分”使用15、16、17码元。小时信息从00到23，分为“时”和“十时”，“时”使用20、21、22、23码元，“十时”使用25、266-马元。天表示的是从1月1日到当前日期的总天数，如1月1日，天数为1。天数从1至fJ365(闰年为366)，分为“天”、“十天”和“百天”三部分，“天”使用30、31、32、33码元，“十天”使用35、36、37、38码元，“百天”使用40、

6、41码元。TOD时间使用80、81、82、83、84、85、86、87、88、90、91、92、93、94、95、96、97共17个码元，采用直接二进制表示从每天的第一秒到当前时刻的总秒数。如图2N示的23点59分59秒对应的TOD时间为86399秒。注意，秒、分、时、TOD表示都是低位在前，高位在后；第5、14、24、34码元为索引标志码元。另外，标志位P5蛋]P8之间的码元为控制码元，可以根据实际使用时的协议来制订使用方法。，i巫萎．型。，±型．：：．坌．：：．±坌．：：；卜÷准秒i；口『]几几n几几几1几口L．肛1

7、几1哪!驵p；2o21232425262728i191292m2“2122”12142”216i11365天(平年12月31日)23时59分59．95秒TOD86399秒图2IRIG—B(DC)码编码格式设计与应用万方数据2FPGA解码方案在数字同步网络中，B码的时间提取有软件解码和硬件解码两种方式。软件解码是将输入波形经过采样后送给CPU，CPU按一定算法对输入编码进行计算，从而提取时间。采用软件解码时，CPU对时间的计算是对输入的编码进行完数据采样后，并且经过一定的计算时延后完成的。CPU的工作频率，软件系统的任务调

8、度时间都会使计算时延的时长和随机性大大增加。所以通常高精度的授时领域不使用软件解码方式。采用硬件解码时，时间的提取也是在编码输入后完成，但是计算过程实际就是串并转换的过程，时延的时长和随机性都很小。这样就可以对时延进行预测和补偿，从而获得高精度的时间。B—一数据采样t，H软件处理分I堕⋯l口l笑—f砰硒弱——一翟■—