这段Verilog代码实现了伪随机二进制序列(PRBS9)发生器的设计与仿真,适用于通信系统中的测试和测量场景。
PRBS9(伪随机二进制序列)是长度为9的测试信号,在数字通信与信号检测领域广泛使用。它通过线性反馈移位寄存器(LFSR)生成,用于误码率测试、信道测试及系统抖动分析等场合。FPGA因其灵活配置和高速处理能力成为实现该功能的理想平台。
在Verilog语言中,PRBS9的生成器与验证器是两个关键模块。生成器使用LFSR产生序列,而验证器用于检查产生的序列是否符合预期的伪随机特性。
PRBS9生成器的Verilog代码通常包括以下部分:
1. **线性反馈移位寄存器**:这是一种特殊的移位寄存器,其输出通过异或门反馈至输入端形成特定函数。对于PRBS9而言,LFSR包含九个存储单元,并使用T17等多项式确保生成序列的良好统计特性。
2. **时钟和控制信号**:代码中包括一个时钟信号(clk),每个上升沿都会使LFSR的位向右移动一位,新数据进入最左侧位置并根据反馈函数计算结果。
3. **异或门**:用于执行反馈操作,将LFSR特定位置的值进行异或运算后送回输入端形成线性反馈。
4. **序列输出**:生成器会从某个固定位点输出PRBS9序列作为当前值。
验证器模块的主要任务是接收并校验生成的PRBS9序列:
1. **序列比较**:保存前一时刻的PRBS9值,并与现时值进行异或操作。对于PRBS9,预期的结果应为二进制1,表示其自相关函数特性。
2. **错误检测**:如果连续两个PRBS9值的异或结果不等于1,则可能发生了错误,验证器会发出错误信号。
3. **复位和启动**:通常包含复位与启动信号,在测试开始前清零内部状态以确保准确性。
实际应用中,PRBS9的Verilog代码还可能包括串行化输出、并行接口等特性。这些功能使得生成器与验证器能够适应不同系统需求。
使用FPGA实现PRBS9的优势在于其高效性和可配置性。FPGA的强大处理能力保证了快速序列生成,并且通过编程调整设计,可以优化性能或节省资源。
“prbs9”文件可能包含了这两个模块的Verilog源代码以及仿真测试平台和结果。理解这些代码有助于学习如何在硬件层面实现PRBS序列生成与验证,对于数字通信系统及测试设备的设计非常有帮助。