线性分组码编码器的设计开题报告2.doc

贵州民族大学
本科毕业论文（设计）

题目：（7,3）线性分组码编码器的设计

学 院 信息工程学院
专 业 电子息科学与技术
班 级 09电子班
姓 名 周彩霞
学 号 200907020055
指导老师 杨国权
填表日期 2012.12.20

说 明
1、 毕业设计的开题报告是保证毕业设计质量的一个重要环节，为规范毕业设计的开题报告，特印发此表。
2、 学生应在开题报告前，通过调研和资料搜集，主动与指导教师讨论，在指导教师的指导下，完成开题报告。
3、 此表一式二份，交学院装入毕业设计（论文）档案袋。
4、 开题报告需经指导教师、院（系）领导审查合格后，方可正式进入下一步毕业设计（论文）阶段。
5、 理工类不得少于10篇，其他专业类不少于15篇相关文章的阅读量。
6、 开题报告撰写不少于1000字。

贵州民族大学毕业论文（设计）任务书
学院：信息工程学院 专业：电子信息科学与技术 年级：2009级
姓 名
周彩霞
学 号
200907020055
指导教师
杨国权
毕业论文（设计）题目：（7,3）线性分组码编码器的设计

毕业论文（设计）工作内容：
1、深入阐述纠错码的原理与方法。
2、深入阐述线性分组码的原理与方法。
3、根据线性分组码的原理和实现编码的框图，设计（7,3）线性分组码的编码电路。并实现验证设计的正确性

n 指导教师： （签名） 年 月 日
n 教研室主任： （签名） 年 月 日
n 学院院长： （签名） 年 月 日
研究的现状：
随着数字通信技术的发展，各种业务对系统误码率的要求，对电子产品的运行速度的要求也不断提高。为了克服这些缺陷提高信息传输的准确性在通信中越来越多的人开始研究采用专门的检、纠错误的方法即差错控制。在数字通信系统中采用差错控制信道编码技术，以此来减少传输过程的误码，提高数字通信系统的传输质量。它的基本原理是：发送端的信道编码器在信息码元序列中按照一定的关系加入一些冗余码元(称为监督码元)，使得原来相关性很小的信息码元产生某种相关性，从而在接收端利用这种相关性来检查并纠正信息码元在传输中引起的差错。冗余度的引入提高了传输的可靠性，但降低了传输效率。因此设计数字通信系统时,应首先合理选择信道编译码码组种类，这样才可以在信号的传输，以及接收环节达到较好的效果，线性分组码具有编译码简单，封闭性好等特点,是目前较为流行的差错控制编码技术。所以合理的选择编码器电路很重要。
以往的编码器的实现通常都是用移位寄存器作为主要部件来实现的。但用移位寄存器这样的IC集成块来做编码器的缺点是电路庞大，接线复杂，可靠性稳定性不高，延时大，最大的问题是时序难于控制。现在也有用ARM，DSP，单片机做编码器的。但是，由于单片机和IC集成块本身的缺陷使得这些电路具有延时时间长，速度慢，集成度不高，体积大、可靠性不够高等缺点。然而EDA技术却使得编码器的实现变得简洁，接线大幅度减少，在一个芯片上实现，减少了很多接线电容，接线电阻等一些负面的因素的影响。

研究目的和意义：
研究目的：
1、克服单片机编码器运行速度慢，集成度不够高的缺点用VHDL语言设计一个EDA编码器电路。
2、深入理解纠错码、线性分组码的原理和方法， 掌握线性分组码的生成矩阵、校验矩阵的推算和编码器原理。
3、会熟练使用vhdl语言基本语法和quartus ii的基本功能，并能在quartus ii这个软件的平台上来实现（7,3）线性分组码的编码器电路。

研究意义：
1、基于本设计的编码器能克服单片机编码器可靠性不够高，速度不够快、集成度不够高的缺陷。
2、通过本设计可以加深我对以前所学的知识熟练程度，还可以让我学到很多的课外知识，同时把所学知识应用到论文中进行分析，进一步加深对线性分组码的理解和应用进一步熟练掌握VHDL语言的编程方法和quartus ii的使用方法。同时通过这次论文的写作，加强我的逻辑思维能力和知识整合能力。
3、通过对此编码器的设计使我们将信息论的编码理论和电子技术的知识结合起来，深刻理解了如何将理论转化成实际，如何用电子技术的知识来设计有用的实际的电路等等。

研究内容(内容、结构框架以及重点、难点)：
一、 研究内容：
1、理论研究：
（1）学习和掌握线性分组码的原理与方法。
（2）深入学习纠错码的原理与方法。
（3）研究FPGA的设计流程，并会熟练应用
（4）熟练掌握VHDL语言和quartus ii软件的使用方法
2、电路设计：根据掌握的理论知识和原理电路实现框图设计编码器电路，并用quartus ii软件去调试、仿真和下载。
3、研究FPGA硬件平台和quartus ii软件平台的基本原理和使用方法。

二、结构框架：
基本思路为:首先阐述纠错码和线性分组码的原理与方法,在理论的支撑下设计（7,3）线性分组码的编码电路,通过vhdl语言和quartus ii软件的模拟仿真,验证其正确性,论文总体分为四个部分:1.信道编码的分类及纠错码;2.线性分组码原理及其编码方法;3.VHDL语言及Quartus ii软件概述4.编码器详细设计、调试与实现5.总结以及参考文献;
编码器框图如下:

论文总体流程框图如下:

三、研究重点：
1、纠错码和线性分组码的原理和方法的研究和分析。
线性分组编码，是将每k个信息位分为一组独立处理，按一定规则给每个信息组增加(n-k)个监督码元，组成长度为n的二进制码字，记为是(n，k)分组码。信息位和监督位采用的关系式由一组线性方程所决定，称之为线性分组码。
C=U.G (1)
式中：C为编码输出,U为输入信息位,G为线性分组码的生成矩阵。当G确定后，编码的方法就完全确定了,因此，在设计分组码编码器时，重点是需要确定生成矩阵G。
2、quartus ii软件的研究和使用。及基于quartus ii软件平台上的VHDL语言的使用。
3、编码器电路的设计、调试、和实现。
四、研究难点：
1、如何实现存储器的取数。
2、如何实现输入信息位和生成矩阵相乘的乘法电路。

五、研究方法、手段：
理论与实践相结合，先学习理论原理再利用理论知识构建设计框架设计出基本电路图，最后再在quartus ii上不断调试、仿真和修改电路，最后实现电路。
其中理论学习分为以下几步：
1. 通过书籍和互联网查询相关资料，进行理论知识的学习和研究。
2. 结合自己所学知识加强与指导老师沟通，解决自己解决不了的问题。
3 .设计电路图，编写代码。
实践分为以下几步：
1、 根据电路图和用VHDL语言编写代码，在quartus ii仿真看电路是否正确和是否符合要求。
2、 如果不对再修改，直至正确为止。
3、 与指导老师讨论调试中出现的问题并进一步改善电路。
4、 测试所设计的硬件电路，看是否符合要求。

六、研究进度：
2012年.12月:开题报告：
12月初，查阅资料，形成基本的设计框架
12月20号左右，上交开题报告电子文档给指导老师审评
12月底，交开题报告定稿，并开始着手准备论文
2013年.1月-2013年.2月:总体论文文本编写和程序仿真
1月份，主要是学习理论知识和基本原理
2月1号到7号，设计电路图
2月20号之前，完成电路的设计和代码的编写
3月15号之前，完成电路的调试和仿真
2013年.3月-2013年.4月:交电子文档和毕业论文框架初稿。
3月20号左右，交毕业论文框架和初稿电子档给指导老师审批
3月底，在指导老师的指导下完成论文的修改工作
4月中旬之前，完成毕业论文定稿
2013年.5月-2013年.6月:准备论文答辩
2013年.6月: 论文答辩

七、文献综述内容（包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等）
这次毕业设计中主要要用到《数字电路》、《模拟电路》、《信息论与编码技术》《EDA技术与VHDL》这几本书。
在查阅文献时主要分为原理部分、电路设计部分、及电路调试部分三大块来收集资料和文献。首先要了解线性分组码编码的原理和方法，我选择了冯桂、林其伟、陈东华，主编的清华大学出版社出版的《信息论与编码技术》深入学习了这本书里面的信道编码技术尤其是（7，3）线性分组码的编码原理及方法。学习了它介绍的差错控制方法，线性分组码的编码理论和检错纠错原理。目前线性分组码的编码方法在国内外的通信领域应用较广，因为它的抗信道干扰能力强而且编码和译码容易实现。它的缺点是对于同样码长的非线性码来说它的可用码字较少。
其中在电路设计的部分主要涉及到《数字电路》中的组合逻辑电路的设计和时序逻辑电路的设计方法和原理，可编程逻辑器件中的FPGA的基本结构、原理和设计流程等知识点。参考康华光主编的《数字电路》（第五版），高等教育出版社的这本书，此书重点介绍了组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计方法和原理，还介绍了在这次设计中可能要用到或者有很大参考价值的几种芯片，如集成电路优先编码器CD4532和各种门电路芯片。这本书是侧重于电路设计的理论知识的详细阐述的，对这次设计的帮助很大。
当然仅仅有理论原理肯定还不够，还得有软件平台的支撑，潘松、黄继业主编的《EDA技术与VHDL》第三版，着重介绍了VHDL语言的基本语法和使用方法，本书里所讲的EDA技术、VHDL语言的使用方法,以及QUTUARTS ii软件的操作和使用方法非常详细便于自学和应用。

主要参考文献：
1.康华光，模拟电路（第五版），高等教育出版社，2006
2.康华光，数字电路（第五版），高等教育出版社，2006
3.阎石，《数字电子技术基础》（第四版），高等教育出版社
4.胡翔骏，《电路分析》第二版，高等教育出版社
5.周金富.VHDL与EDA技术入门速成.人民邮电出版社,2009
6.李洋.EDA技术实用教程.机械工业出版社,2009
7.陆楠.FPGA发展策略和新方案盘点[J],EDA电子设计技术， 2011.08
8.潘松、黄继业《EDA技术与VHDL》第三版，清华大学出版社
9.冯桂、林其伟、陈东华，《信息论与编码技术》清华大学出版社
10.陈运，《信息论与编码》 电子工业出版社

指导教师意见：

签字：
年 月 日
学院审查意见：

签字：
年 月 日
备注：

贵州民族学院毕业论文（设计）答辩记录表
姓名

学号

指导教师

论文（设计）题目：

答辩内容：

学生介绍论文时间： 分钟 问答时间： 分钟

答辩组人数： 组长姓名： 秘书签字：

年 月 日
学院： 专业： 年级：
毕业论文（设计）答辩委员会意见：

成绩：

答辩委员会主席：

年 月 日
毕业论文（设计）最终成绩：

学院领导签字：

年 月 日
备注：