基于fpga的m序列发生器-本科论文.doc

基于FPGA的ｍ序列发生器PAGE\*MERGEFORMATI基于FPGA的ｍ序列发生器摘要ｍ序列广泛应用于密码学、通信、雷达、导航等多个领域，本文提出了一种基于FPGA的伪随机序列产生方法，应用移位寄存器理论从序列的本原多项式出发，获得产生该序列的移位寄存器反馈逻辑式，结合FPGA芯片结构特点，在序列算法实现中采用元件例化语句。算法运用VHDL语言编程，以A1tera的QuartusⅡ软件为开发平台，给出了序列的仿真波形。序列的统计特性分析表明：该方法产生的序列符合ｍ序列的伪随机特性，验证了算法的正确性。关键词：ｍ序列；移位寄存器理论；VHDL语言目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc10694摘要PAGEREF_Toc10694IHYPERLINK\l_Toc280441m序列PAGEREF_Toc280441HYPERLINK\l_Toc255121.1理论基础PAGEREF_Toc255121HYPERLINK\l_Toc286061.1.1线性反馈移位寄存器PAGEREF_Toc286063HYPERLINK\l_Toc102882m序列的性质PAGEREF_Toc102885HYPERLINK\l_Toc125252.1均衡性PAGEREF_Toc125255HYPERLINK\l_Toc266032.2游程特性PAGEREF_Toc266035HYPERLINK\l_Toc227822.4自相关特性PAGEREF_Toc227825HYPERLINK\l_Toc262572.5伪噪声特性PAGEREF_Toc262578HYPERLINK\l_Toc293463m序列的应用PAGEREF_Toc293469HYPERLINK\l_Toc272603.1扩展频谱通信PAGEREF_Toc272609HYPERLINK\l_Toc162493.2通信加密PAGEREF_Toc1624910HYPERLINK\l_Toc63534开发工具简介PAGEREF_Toc635312HYPERLINK\l_Toc66674.1QuartusII简介PAGEREF_Toc666712HYPERLINK\l_Toc276614.2数字系统开发流程PAGEREF_Toc2766113HYPERLINK\l_Toc155324.3FPGA简介PAGEREF_Toc1553214HYPERLINK\l_Toc245265m序列生成器仿真分析PAGEREF_Toc2452619HYPERLINK\l_Toc155145.1反馈系数表存储器设计PAGEREF_Toc1551419HYPERLINK\l_Toc10425.2移位存储器设计PAGEREF_Toc104220HYPERLINK\l_Toc170945.3仿真分析PAGEREF_Toc1709422HYPERLINK\l_Toc31555参考文献PAGEREF_Toc3155524HYPERLINK\l_Toc6188附录PAGEREF_Toc618825PAGE\*MERGEFORMAT211m序列m序列是伪随机序列的一种,结构简单,实现方便。在现代工程实践中,m序列在通讯、导航、雷达、通信系统性能的测量等领域中有着广泛的应用。例如,在连续波雷达中可用作测距信号,在遥控系统中可用作遥控信号,在多址通信中可用作地址信号,在数字通信中可用作群同步信号,还可用作噪声源及在保密通信中起加密作用等。伪噪声发生器在测距、通信等领域的应用日益受到人们重视。目前，m序列产生实现方法主要有3种：(1)门电路实现该方法设计简单，但随移位寄存器级数的增长，电路装调困难，且占用的印制板面积较大。(2)DSP编程实现该方法专业性过强，不适合一般用户。(3)VHDL与CPLD实现由于CPLD的高集成度，而且VHDL语言编程较为方便，故可以大大减少电路的装调的困难。文章提出VHDL语言实现，，l序列电路是周期、初相位可编程变化的，其应用较为灵活，通过微处理器对其进行适当的初始化，即可产生用户所需周期、初相位的m序列输出。用软件方式构成的特点是采用灵活的数据查询方式可以获得任意级数n的本原多项式系数,从而实现m序列的产生,但速度受到单片机工作速度的限制。而FPGA具有硬件电路实现的优点,又具有设计上的灵活性,并且由于FPGA便于实现大规模的数字系统。1.1理论基础m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，它是由