基于FPGA的光接收機(jī)數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來(lái)越高,從而對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送端和接收端的性能都提出了更高的要求。接收機(jī)的一個(gè)重要任務(wù)就是在于克服各種非理想因素的干擾下,從接收到的被噪聲污染的數(shù)據(jù)信號(hào)中提取同步信息,并進(jìn)而將數(shù)據(jù)正確的恢復(fù)出來(lái)。而數(shù)據(jù)恢復(fù)電路是光纖通信和其他許多類(lèi)似數(shù)字通信領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵電路,其性能決定了接收端的總體性能。 目前,數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)主要有“時(shí)鐘提取”和“過(guò)采樣”兩種結(jié)構(gòu)。基于“過(guò)采樣”的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法

2、的關(guān)鍵是過(guò)采樣,即通過(guò)引入?yún)⒖紩r(shí)鐘,并增加時(shí)鐘源個(gè)數(shù)的方式來(lái)代替第一種方法中的“時(shí)鐘提取”。與“時(shí)鐘提取”的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法相比,基于“過(guò)采樣”的數(shù)據(jù)恢復(fù)方法在性能上還有較大的差距,但是后者擁有高帶寬、立即鎖存能力、較低的等待時(shí)間和更高的抖動(dòng)容限,更易于通過(guò)數(shù)字的方法實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單,成本更低,并且這是一種數(shù)字化的模擬技術(shù)。如果能通過(guò)“過(guò)采樣”方法在普通的邏輯電路上實(shí)現(xiàn)622.08Mb/s甚至更高速率的數(shù)據(jù)恢復(fù),并將它作為一個(gè)IP模塊來(lái)代替

3、專(zhuān)用的時(shí)鐘恢復(fù)芯片,這無(wú)疑將是性能和成本的較好結(jié)合。 本文主要研究“過(guò)采樣”數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的基本原理,通過(guò)全數(shù)字的設(shè)計(jì)方法,給出了在低成本可編程器件FPGA上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)電路兩種不同的過(guò)采樣的實(shí)現(xiàn)方案,即基于時(shí)鐘延遲的過(guò)采樣和基于數(shù)據(jù)延遲的過(guò)采樣。基于時(shí)鐘延遲的過(guò)采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)電路方案,通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證,其最高恢復(fù)的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)到640Mb/s。測(cè)試結(jié)果表明,采用該方案實(shí)現(xiàn)的時(shí)鐘恢復(fù)電路可工作在光纖通信系統(tǒng)STM-4速率級(jí),即622.