Напишите программу кодера Хеминга для 7 разрядного информационного кода
Пусть дано число 1111111. 1 (20), 2 (21), 4 (22) 8(2^4)- получаем 4 контрольных бита.
1111 ХХ1Х111X111
Значение каждого контрольного бита зависит от значений информационного бит, но не от всех, а только от тех, которые этот контрольный бит контролирует.
Контрольный бит с номером N контролирует все послед. N бит через каждые N бит, начиная с позиции N:
« » - те биты, которые контролирует контрольный бит, номер которого справа. Вычисление каждого контрольного бита: берём каждый контрольный бит и смотрим, сколько среди контролируемых им битов единиц, получаем некоторое целое число и, если оно чётное, то ставим 0, в противном случае 1.
module Ham (clk, d,c);
input clk;
input [6:0] d;
output [10:0] c;
always@(posedge clk)
c[10] = d[6];
c[9] = d[5];
c[8] = d[4];
c[7] = d[1]^d[2]^d[3];
c[6] = d[3];
c[5] = d[2];
c[4] = d[1];
c[3] = d[1]^d[2]^d[3];
c[2] = d[0];
c[1] = d[0]^d[2]^d[3]^d[5]^d[6];
c[0] = d[0]^d[1]^d[3]^d[4]^d[6];
end
endmodule
Напишите программу декодера Хеминга для 4-х разрядного информационного кода
Пусть дано число 1111. 1 (20), 2 (21), 4 (22)- получаем 3 контрольных бита.
1111 ХХ1Х111
Вычисление контрольных бит:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Х | Х | 1 | Х | 1 | 1 | 1 | |
| 1 | |||||||
| 2 | |||||||
| 4 |
Высчитав контрольные биты, для нашего информационного слова получаем следующее: 1111111.
module Ham (clk , с, s, c2, d);
input clk;
input [6:0] c;
output [2:0] s;
output reg[6:0]c2;
output reg [3:0] d;
|
|
|
always@ (posedge clk)
begin
s[2] <= c[3] ^ c[4] ^ c[5] ^ c[6];
s[1] <= c[1] ^ c[2] ^ c[5] ^ c[6];
s[0] <= c[0] ^ c[2] ^ c[4] ^ c[6];
c2=c;
if (s) c2 [s-1] = ~ s[s-1]
end
always@(c2)
begin
d[0] = c2[2];
d[1] = c2[4];
d[2] = c2[5];
d[3] = c2[6];
end
endmodule
Напишите программу декодера Хеминга для 7-х разрядного информационного кода
Пусть дано число 1111111. 1 (20), 2 (21), 4 (22),8(2^4)- получаем 4 контрольных бита.
1111 ХХ1Х111X111
module Ham ( clk , с, s, c2, d);
input clk;
input [10:0] c;
output [3:0] s;
output reg[10:0]c2;
output reg [6:0] d;
always@ (posedge clk)
begin
s[3]<=c[7]^c[8]^c[9]^c[10];
s[2] <= c[3] ^ c[4] ^ c[5] ^ c[6];
s[1] <= c[1] ^ c[2] ^ c[5] ^ c[6]^c[9]^c[10];
s[0] <= c[0] ^ c[2] ^ c[4] ^ c[6]^c[8]^c[10];
c2=c;
if (s) c2 [s-1] = ~ s[s-1]
end
always@(c2)
begin
d[0] = c2[2];
d[1] = c2[4];
d[2] = c2[5];
d[3] = c2[6];
d[4] = c2[8];
d[5] = c2[9];
d[6] = c2[10];
end
endmodule
Напишите программу декодера Хеминга для 8-х разрядного информационного кода
Пусть дано число 11111111. 1 (20), 2 (21), 4 (22),8(2^4)- получаем 4 контрольных бита.
1111 ХХ1Х111X1111
module Ham (clk , с, s, c2, d);
input clk;
input [11:0] c;
output [3:0] s;
output reg[11:0]c2;
output reg [7:0] d;
always@ (posedge clk)
begin
s[3]<=c[7]^c[8]^c[9]^c[10]^c[11];
s[2] <= c[3] ^ c[4] ^ c[5] ^ c[6]^c[11];
s[1] <= c[1] ^ c[2] ^ c[5] ^ c[6]^c[9]^c[10];
s[0] <= c[0] ^ c[2] ^ c[4] ^ c[6]^c[8]^c[10];
c2=c;
if (s) c2 [s-1] = ~ s[s-1]
end
always@(c2)
begin
d[0] = c2[2];
d[1] = c2[4];
d[2] = c2[5];
d[3] = c2[6];
d[4] = c2[8];
d[5] = c2[9];
d[6] = c2[10];
d[7] = c2[11];
end
endmodule
Напишите программу памяти 16 разрядных двоичных кодов
module mem (clk, in, wr, reset, out);
|
|
|
input wr, clk;
reg [31:0] in;
reg [31:0];
mem [15:0];
integer i;
always@(posedge clk)
if (wr) begin
mem [15] [31:0]<=in;
for (i=15; i>0; i=i-1)
mem [i] [31:0] <=mem [i-1] [31:0];
end
assign out<= mem[i][31:0];
if ((-in) && reset)
out<=mem[0] [31:0];
end
endmodule
Приведите блок диаграмму и принцип записи и обработки звуковых сигналов на отладочной плате Nexys 4
Модуль записи и воспроизведения звуковой системы осуществляет аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразования в режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по каналам DMA (Direct Memory Access — канал прямого доступа к памяти).
Звук, как известно, представляет собой продольные волны, свободно распространяющиеся в воздухе или иной среде, поэтому звуковой сигнал непрерывно изменяется во времени и в пространстве.
Запись звука — это сохранение информации о колебаниях звукового давления в момент записи. В настоящее время для записи и передачи информации о звуке используются аналоговые и цифровые сигналы. Другими словами, звуковой сигнал может быть представлен в аналоговой или цифровой форме.
Если при записи звука пользуются микрофоном, который преобразует непрерывный во времени звуковой сигнал в непрерывный во времени электрический сигнал, получают звуковой сигнал в аналоговой форме. Поскольку амплитуда звуковой волны определяет громкость звука, а ее частота — высоту звукового тона, постольку для сохранения достоверной информации о звуке напряжение электрического сигнала должно быть пропорционально звуковому давлению, а его частота должна соответствовать частоте колебаний звукового давления.
|
|
|
На вход звуковой карты отладочной платы в большинстве случаев звуковой сигнал подается в аналоговой форме. В связи с тем, что отладочная плата оперирует только цифровыми сигналами, аналоговый сигнал должен быть преобразован в цифровой. Вместе с тем акустическая система, установленная на выходе звуковой карты, воспринимает только аналоговые электрические сигналы, поэтому после обработки сигнала с помощью отладочной платы необходимо обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый.
Аналого-цифровое преобразование представляет собой преобразование аналогового сигнала в цифровой и состоит из следующих основных этапов: дискретизации, квантования и кодирования.
Предварительно аналоговый звуковой сигнал поступает на аналоговый фильтр, который ограничивает полосу частот сигнала.
Дискретизация сигнала заключается в выборке отсчетов аналогового сигнала с заданной периодичностью и определяется частотой дискретизации. Причем частота дискретизации должна быть не менее удвоенной частоты наивысшей гармоники (частотной составляющей) исходного звукового сигнала. Поскольку человек способен слышать звуки в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, максимальная частота дискретизации исходного звукового сигнала должна составлять не менее 40 кГц, т. е. отсчеты требуется проводить 40 000 раз в секунду. В связи с этим в большинстве современных звуковых систем ПК максимальная частота дискретизации звукового сигнала составляет 44,1 или 48 кГц.
|
|
|
Квантование по амплитуде представляет собой измерение мгновенных значений амплитуды дискретного по времени сигнала и преобразование его в дискретный по времени и амплитуде. На рис. 5.3 показан процесс квантования по уровню аналогового сигнала, причем мгновенные значения амплитуды кодируются 3-разрядными числами.
Кодирование заключается в преобразовании в цифровой код квантованного сигнала. При этом точность измерения при квантовании зависит от количества разрядов кодового слова. Если значения амплитуды записать с помощью двоичных чисел и задать длину кодового слова N разрядов, число возможных значений кодовых слов будет равно 2N. Столько же может быть и уровней квантования амплитуды отсчета. Например, если значение амплитуды отсчета представляется 16-разрядным кодовым словом, максимальное число градаций амплитуды (уровней квантования) составит 216= 65 536. Для 8-разрядного представления соответственно получим 28=256 градаций амплитуды.
Аналого-цифровое преобразование осуществляется специальным электронным устройством — аналого-цифровым преобразователем (АЦП), в котором дискретные отсчеты сигнала преобразуются в последовательность чисел. Полученный поток цифровых данных, т.е. сигнал, включает как полезные, так и нежелательные высокочастотные помехи, для фильтрации которых полученные цифровые данные пропускаются через цифровой фильтр.
Цифроаналоговое преобразование в общем случае происходит в два этапа, как показано на рис. 5.4. На первом этапе из потока цифровых данных с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) выделяют отсчеты сигнала, следующие с частотой дискретизации. На втором этапе из дискретных отсчетов путем сглаживания (интерполяции) формируется непрерывный аналоговый сигнал с помощью фильтра низкой частоты, который подавляет периодические составляющие спектра дискретного сигнала.
Для записи и хранения звукового сигнала в цифровой форме требуется большой объем дискового пространства. Например, стереофонический звуковой сигнал длительностью 60 с, оцифрованный с частотой дискретизации 44,1 кГц при 16-разрядном квантовании для хранения требует на винчестере около 10 Мбайт.
Для уменьшения объема цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным качеством, используют компрессию (сжатие), заключающуюся в уменьшении количества отсчетов и уровней квантования или числа бит, при-I холящихся на один отсчет.
Подобные методы кодирования звуковых данных с использованием специальных кодирующих устройств позволяют сократить объем потока информации почти до 20 % первоначального. Выбор метода кодирования при записи аудиоинформации зависит от набора программ сжатия — кодеков (кодирование-декодирование), поставляемых вместе с программным обеспечением звуковой карты или входящих в состав операционной системы.
Выполняя функции аналого-цифрового и цифроаналогового преобразований сигнала, модуль записи и воспроизведения цифрового звука содержит АЦП, ЦАП и блок управления, которые обычно интегрированы в одну микросхему, также называемую кодеком. Основными характеристиками этого модуля являются: частота дискретизации; тип и разрядность АЦП и ЦАП; способ кодирования аудиоданных; возможность работы в режиме Full Duplex.
Частота дискретизации определяет максимальную частоту записываемого или воспроизводимого сигнала. Для записи и воспроизведения человеческой речи достаточно 6 — 8 кГц; музыки с невысоким качеством — 20 — 25 кГц; для обеспечения высококачественного звучания (аудиокомпакт-диска) частота дискретизации должна быть не менее 44 кГц. Практически все звуковые карты поддерживают запись и воспроизведение стереофонического звукового сигнала с частотой дискретизации 44,1 или 48 кГц.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 637; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!