1 引言

在許多實際運用的場合中，數字信號傳輸具有數據量大，傳輸速度高，采用串行傳輸等特點。這就要求數據收發雙方采用合理的編解碼方式及高速器件。數字信號傳輸一般分并行傳輸、串行傳輸兩種。并行傳輸具有數據源和數據目的地物理連接方便，誤碼率低，傳輸速率高。但是并行傳輸方式要求各條線路同步，因此需要傳輸定時和控制信號，而其各路信號在經過轉發與放大處理后，將引起不同的延遲與畸變，難以實現并行同步。若采用更復雜的技術、設備與線路，其成本會顯著上升。而高速遠程數據傳輸一般采用串行同步傳輸。傳統建立準確的時鐘信號的方法是采用鎖相環技術。但鎖相環有若干個明顯缺陷，一是其同步建立時間及調整精度即使采用變階的方法也很難兼顧；二是鎖相環需要一個高精度高頻率的本地時鐘。 本文所討論的兩種串行同步傳輸方法，無需高頻率時鐘信號，就可完全數字化。采用Altera公司的ACEXlK系列器件完成電路設計，且外圍電路簡單，成本低，效果好。

2主要器件介紹

編碼和解碼采用ACEXlK系列器件EPlK100QC208-2。ACEXlK器件是Altera公司針對通信、音頻處理及類似場合應用而設計的。該系列器件具有如下特性：

高性能。采用查找表(LUT)和嵌入式陣列塊(EAB)相結合的結構，適用于實現復雜邏輯功能和存儲器功能，例如通信中應用的DSP、多通道數據處理、數據傳遞和微控制等；

高密度。典型門數為1萬到10萬門，有多達49 152位的RAM(每個EAB有4 096位RAM)。

系統性能。器件內核采用2.5 V電壓，功耗低，其多電壓引腳驅動2.5 V、3.3 V、5.0 V的器件，也可被這些電壓所驅動，雙向I／O引腳執行速度可達250 MHz；

靈活的內部互聯。具有快速連續式延時可預測的快速通道互連。

3實現方法

本文所述方法應用于數字音頻數據實時傳輸。原始數字音頻每一幀視頻數據為并行8位，速率達2 Mb／s，串行傳輸速度為16 Mb／s。

3.1新的曼徹斯編碼方法 這種方法是在接收端利用狀態轉移圖的方法得到同步時鐘信號。具體方法如下：

(1)幀同步信號的產生

發送方系統提供64 MHz時鐘，將其4分頻得到16 MHz時鐘作為系統時鐘，64 MHz時鐘僅用于最后的消除信號毛刺。幀同步共16位，其中前12位為"0"，后3位為"1"，最后1位為"0"。仿真時序如圖1所示。

(2)編碼方法

數據發送采用曼徹斯特編碼，編碼規則為：0→01(零相位的一個周期的方波)；1→10(π相位的一個周期的方波)。

從以上規則可知輸出信號將在每一位碼元中間產生跳變，因此可采用具有游程短，位定時信息豐富的曼徹斯特編碼電路。編碼時，當輸入信號為"0"時，輸出為時鐘的"非"；當輸入信號為"1"時，輸出與時鐘一致。因此，可采用數據選擇時鐘，其電路如圖2所示。