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开题报告

2022/8/29

一、所研究课题的任务、性质、目的和意义

在许多存储系统中，以游程长度受限码来克服码间串扰，用rll(d,k,)来表示，d,k分别规定了可能出现在序列中的最小和最大游程，参数d控制的最高传输率，避免序列通过带限通道传输时的码间串扰，参数k确保适当的跳变频率以满足锁相环读取时钟同步的需要。在使用峰值检测技术的磁盘驱动中的一种标准编码技术为1/2的(d.k)=(2,7)码，也称franaszek码。

fpga(field programmable gate array现场可编程门阵列)它是在pal、gal、pld等可编程器件的基础上进一步发展的产物，fpga既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。可以毫不夸张的讲，fpga能完成任何数字器件的功能，上至高性能cpu,下至简单的74电路，都可以用fpga来实现。利用fpga进行设计，不仅能在短时间内完成设计任务，而且能使系统的速度更快、体积更小、重量更轻、功耗更小，满足现代电子发展的要求。

vhdl(vhsic hardware description language)语言是现代数字系统设计的基本硬件描述语言。由于vhdl所具有的通用性，它已成为可支持不同层次设计者需求的标准语言。使用vhdl，可以快速地描述和综合电路设计。

二、本课题的国内外现状，已解决了哪些问题，尚需解决的问题

fpga是一种将门阵列的通用结构与pld的现场可编程特性结合于一体的新型器件，具有集成度高、通用性好、设计灵活、编程方便、产品上市快等多方面的优点。目前，fpga的容量已经跨过了百万门级，生产厂家已由最初的一家增加到十多家，产品日益丰富，性能不断提高，成为最受欢迎的器件之一。随着深亚微米工艺技术的发展，fpga单片规模大大提高，系统运行速度不断提高，相对功耗不断下降，价格也大幅调低，使得fpga器件从一个功能辅助型的现场集成器件，发展成系统级现场集成器件，应用面和使用量大大扩展，从而使“工艺集成技术”和“现场集成技术”成为现代集成电路技术并驾齐驱的两翼。

本课题研究方向为硬盘驱动器中信道调制码的编译码器的设计，包括总体方案的设计、个部分功能单元的设计、顶层文件的时序仿真，从而实现基于fpga的硬盘编译码。

首先设计总体方案，解决不定长编码中如何识别信源字和和速度匹配问题

然后是状态机设计，状态机用来实现信源字的识别，并将其相应的存储地址传给存有编码规则的rom。

第三是缓存控制模块读取存于rom中的编码，置于缓存中，当缓存中的数据达到一定数量(足以避免出现空挡)即开始对外串行输出编码。rom采用maxplus2中的可调参数宏模块lpm_rom，既充分利用片内资源又减少编程量。最后完成顶层文件波形仿真，观察输出序列。

三、根据任务提出解决办法或设计方案

1、首先查阅相关资料，了解fpga原理和vhdl编程及其目前国内外的发展情况。

2、学会max+plus ii软件。

3、设计用于变长编码的有限状态机(fms)，用状态机判断各信源字间的状态转移，并设计出各状态。

4、完成缓存控制器设计和lpm_rom的配置，考虑到要存储一些暂时的变量，这里采用16位缓存，在缓存达到8位时开始输出。调用lpm_rom将rom配置成异步方式。

5、用maxplus2进行顶层文件波形仿真，查看各信号和变量的波形，以便更好了解整个系统的时序关系。

四、大体计划和进度

第一周：查阅资料，了解vhdl设计方法，了解fpga发展历史;