基于FPGA處理器的數字光端機系統分析
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FPGA系統時鐘頻率為32MHz，對于AD9280的采樣時鐘為16MHz，對系統時鐘進行二分頻后提供給AD9280。同時，在分頻后的輸出時鐘的上升沿對A/D轉換的結果進行讀取，讀取的結果存入FPGA中進行下一步應用。程序如下所示。
module AdControl(clk_in,reset,ad_data,clk_out,data_reg);
input clk_in,reset;
input [0:7]ad_data;
output clk_out;
output [0:7]data_reg;
reg [0:7]data_reg;
reg clk_out;
always@(posedgeclk_in)
begin
if(reset)
clk_out＜=0;
else
clk_out＜="clk_out;
end
always@(posedgeclk_out)
begin
data_reg＜=ad_data;
end
endmodule
其中，clk_in為FPGA系統輸入時鐘；clk_out為分頻后提供給ADC的采樣時鐘；reset為復位端，高電平復位；ad_data是A/D轉換后得到的數字量；data_reg
用來存儲A/D轉換后的數字量。
2 語音編碼控制模塊
語音編碼控制模塊主要完成對PCM編碼芯片提供數據編碼時鐘、數據使能控制以及編碼后的數據接收。
此處程序如下所示。
module PcmControl(clk_in,reset,tdd,tdc,tde,pcm_data);
……
always@(posedgeclk_in)
begin
if(reset)
begintdc＜=0; end
elsebegin
if(cnt0==7)
begin
tdc＜="tdc;
cnt0＜=0;
end
else
cnt0＜=cnt0+1;
end
end
always@(posedgetdc)
begin
if(cnt1==140)
begin
tde＜="tde;
cnt1＜=0;
end
else
cnt1＜=cnt1+1;
end
always@(posedgetdc)
begin
pcm_data＜=tdd;
end
endmodule
其中，clk_in是FPGA系統時鐘，reset為系統復位信號。信號tdd是PCM編碼芯片的輸出；信號pcm_data用來存放PCM編碼數據；信號tdc是PCM編碼時鐘信號；信號tde是PCM編碼使能時鐘。
3 并串轉換控制模塊
系統主控核心FPGA對數字化的視頻、語音信號進行時分復用后，將視頻語音混合信號送給并串轉換器。并串轉換模塊主要實現對并串轉換器的時序控制，使能控制和數據輸入控制。此處的部分程序如下所示。
moduleSnControl (clk_in,fpga_data,sn_clk,sn_data,sncontrol);
input clk_in;
input [0:9]fpga_data;
output [0:9]sn_data;
output sn_clk,sncontrol;
reg sn_clk,sncontrol;
reg [0:9]sn_data;
always@(posedgeclk_in)
begin
sn_clk＜="sn_clk;
end
always
begin
sncontrol＜=1;
end
always@(posedgesn_clk)
begin
sn_data＜=fpga_data;
end
endmodule
其中，clk_in是FPGA系統時鐘，信號sn_clk是并串轉換器的轉換時鐘；信號fpga_data是FPGA對視頻、語音時分復用編碼后的數據；信號sn_data是并串轉換器的輸入數據；信號sncontrol是并串轉換器的編碼使能時鐘。
4 D/A控制模塊
D/A控制模塊主要用來控制AD9708，對來自串并轉換后的數據，FPGA首先進行時分解復用，然后將視頻信號部分發送給AD9708，同時配合DAC的轉換時鐘，該時鐘信號是通過并串轉換器恢復出來的發射端系統的發射時鐘。
結語
此套數字式光端機系統，實現了各個監控點和總監控室的信號遠程傳輸。各監控點的攝像頭傳回視頻信號，總監控室通過485數據接口線對各個攝像頭進行遠程控制。遠程兩端之間還可以進行話音通信。具有一定的使用價值和工程意義。
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