摘要：PCM是將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的常用方法。為了研究PCM30／32路系統(tǒng)的發(fā)端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)，采用Max+PlusⅡ設(shè)計(jì)出了該系統(tǒng)的電路圖，并在Max+PlusⅡ中對(duì)該電路進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，PCM30／32路系統(tǒng)共包含32路信息，其中包含30路話音信號(hào)和兩路同步信息，每一路信息可以由D1～D8八位PCM編碼表示。該軟件使用簡單，操作靈活，支持的器件多，設(shè)計(jì)輸入方法靈活。
關(guān)鍵詞：PCM；Max+PlusⅡ；幀結(jié)構(gòu)；時(shí)序
在通信技術(shù)中為了獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，就必須充分利用信道的傳輸能力，擴(kuò)大通信容量。因此，采取多路化制式是極為重要的通信手段。最常用的多路復(fù)用體制是頻分多路復(fù)用(FDM)通信系統(tǒng)和時(shí)分多路復(fù)用(TDM)通信系統(tǒng)。頻分多路技術(shù)是利用不同頻率的正弦載波對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，把各路基帶信號(hào)頻譜搬移到不同的頻段上，在同一信道上傳輸。而時(shí)分多路系統(tǒng)中則是利用不同時(shí)序的脈沖對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行抽樣，把抽樣后的脈沖信號(hào)按時(shí)序排列起來，在同一信道中傳輸。頻分多路復(fù)用主要用于模擬通信系統(tǒng)，時(shí)分多路復(fù)用常用于數(shù)字通信。碼分復(fù)用(CDMA)用于移動(dòng)通信。
1 EDA技術(shù)
EDA(電子線路設(shè)計(jì)自動(dòng)化)是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)、以硬件描述語言(VHDL)為設(shè)計(jì)語言、以可編程器件(CPLD／FPGA)為實(shí)驗(yàn)載體、以ASI-C／SOC芯片為目標(biāo)器件，進(jìn)行必要的元件建模和系統(tǒng)仿真的電子產(chǎn)品自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程。EDA是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一場革命，它源于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助測試和計(jì)算機(jī)輔助工程。利用EDA工具，電子設(shè)計(jì)師從概念，算法、協(xié)議開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，從電路設(shè)計(jì)，性能分析直到IC版圖或PCB版圖生成的全過程均可在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)完成。EDA代表了當(dāng)今電子設(shè)計(jì)技術(shù)的最新發(fā)展方向，其基本特征是設(shè)計(jì)人員以計(jì)算機(jī)為工具，按照自頂向下的設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分，由硬件描述語言完成系統(tǒng)行為級(jí)設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的開發(fā)工具自動(dòng)完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局布線、仿真及特定目標(biāo)芯片的適配編譯和編程下載，這被稱為數(shù)字邏輯電路的高層次設(shè)計(jì)方法。EDA技術(shù)的主要特征作為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)技術(shù)，EDA具有以下幾個(gè)明顯特征：
(1)用軟件設(shè)計(jì)的方法來設(shè)計(jì)硬件；
(2)基于芯片的設(shè)計(jì)方法；
(3)自動(dòng)化程度高；
(4)自動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)品直面設(shè)計(jì)。
2 PCM發(fā)端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)
對(duì)于語音信號(hào)，CCITT規(guī)定，PCM的抽樣率為8 kHz，即在1 s內(nèi)信息可分成8K個(gè)幀。每幀的周期為125μs，在每個(gè)幀周期內(nèi)，安插有32路時(shí)隙，分別用TS0～TS31表示，其中TS0作為幀同步時(shí)隙，用來傳送幀同步碼組和幀失步對(duì)告碼，TS16用來傳送復(fù)幀同步信號(hào)，復(fù)幀失步對(duì)告及各路信道信號(hào)，另外30路時(shí)隙用來傳送30路話音信號(hào)，每個(gè)時(shí)隙可以插入8位二進(jìn)制信息碼(即每時(shí)隙含8 b信息碼，由PCM編碼器完成)。另外，每16幀構(gòu)成1個(gè)復(fù)幀，即1個(gè)復(fù)幀中有16個(gè)子幀(編號(hào)為F0，F(xiàn)1，…，F(xiàn)15)，其中F0，F(xiàn)2，…，F(xiàn)14為偶幀，F(xiàn)1，F(xiàn)3，…，F(xiàn)15為奇幀，以上的幀構(gòu)成PCM30／32路基群系統(tǒng)。PCM的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。
根據(jù)以上幀結(jié)構(gòu)PCM30／32系統(tǒng)的碼速率為：
Fs=8K×32×8=2．048 Mb／s
以上幀結(jié)構(gòu)的同步碼及信令比特如下：
(1)偶幀(F0，F(xiàn)2，…，F(xiàn)14)的TS0用于傳送幀同步碼，碼型為0011011。
(2)奇幀(F1，F(xiàn)3，…，F(xiàn)15)的TS0中的1 b用于傳送幀失步碼。當(dāng)幀同步時(shí)，A1=1，失步時(shí)A1=0，其他比特為國內(nèi)通信用。
(3)每一子幀TS0的第一比特用于CRC校驗(yàn)，不用時(shí)固定發(fā)“1”。
(4)TS1～TS15及TS17～TS31共30個(gè)時(shí)隙用于傳送第1路至第30路信息信號(hào)。
(5)TS16用于傳送復(fù)幀同步信號(hào)、復(fù)幀失步信號(hào)及各路信道(掛機(jī)、占線等)信號(hào)。
由PCM的幀結(jié)構(gòu)可知，PCM基群的時(shí)序是時(shí)鐘及幀時(shí)序發(fā)生器控制的，其原理框圖如圖2所示。圖中的PCM編碼由單片PCM編碼器完成，碼型變換器即NRZ碼-HDB3碼變換器。將變換后的雙極性信碼送到數(shù)字調(diào)制器或多路基群復(fù)接器,復(fù)接成高次群后送到數(shù)字調(diào)制設(shè)備或光通信設(shè)備。
3 仿真結(jié)果
打開PC機(jī)界面Max+PlusⅡ軟件，輸入圖3所示的電路圖；選菜單File＼Project＼Set Project to Current File，然后選菜單Max+plus-Ⅱ＼complier編輯當(dāng)前圖形文件；仿真電路，記錄電路仿真波形(仿真參數(shù)為grid size=2.4μs；End time=100 ms)。仿真結(jié)果如圖4，圖5所示。
由圖4，圖5可以看出，該仿真結(jié)果包含F(xiàn)0，F(xiàn)1，F(xiàn)2三幀信息，每幀包含ch1～ch30共30路信息，每一路信息可以由D1～D8八位PCM編碼表示。
4 結(jié)論
本文利用Max+PlusⅡ軟件對(duì)PCM30／32路系統(tǒng)的發(fā)送端時(shí)序與幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真，由仿真結(jié)果可以清楚地發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)發(fā)端時(shí)序的規(guī)律，該軟件使用簡單，操作靈活，支持的器件多，設(shè)計(jì)輸入方法靈活多變。