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FPGA解析B码----连载4
2022-08-05 05:48:00 【透明的光】
前言
昨天已经写完将100个数据锁存到对应寄存器里面，下面就是解B码的过程。
第一章：计算UTC时间
(*noprune*)reg [7:0] utc_sec;
(*noprune*)reg [7:0] utc_min;
(*noprune*)reg [7:0] utc_hou;
(*noprune*)reg [9:0] utc_day;
(*noprune*)reg [7:0] utc_yea;
[email protected](posedge clk or negedge rst_n)
begin
if (rst_n == 1'b0)begin
utc_sec <= 8'd0;
utc_min <= 8'd0;
utc_hou <= 8'd0;
utc_day <= 10'd0;
utc_yea <= 8'd0;
end
else if (bcodeflag == 1'b1)begin
if(b_data_rec3 >= 4'd1)utc_sec[0] <= 1'b0;
if(b_data_rec3 >= 4'd2)utc_sec[0] <= 1'b1;
if(b_data_rec4 >= 4'd1)utc_sec[1] <= 1'b0;
if(b_data_rec4 >= 4'd2)utc_sec[1] <= 1'b1;
if(b_data_rec5 >= 4'd1)utc_sec[2] <= 1'b0;
if(b_data_rec5 >= 4'd2)utc_sec[2] <= 1'b1;
if(b_data_rec6 >= 4'd1)utc_sec[3] <= 1'b0;
if(b_data_rec6 >= 4'd2)utc_sec[3] <= 1'b1;
if(b_data_rec8 >= 4'd1)utc_sec[4] <= 1'b0;
if(b_data_rec8 >= 4'd2)utc_sec[4] <= 1'b1;
if(b_data_rec9 >= 4'd1)utc_sec[5] <= 1'b0;
if(b_data_rec9 >= 4'd2)utc_sec[5] <= 1'b1;
if(b_data_rec10 >= 4'd1)utc_sec[6] <= 1'b0;
if(b_data_rec10 >= 4'd2)utc_sec[6] <= 1'b1;
if(b_data_rec12 >= 4'd1)utc_min[0] <= 1'b0;
if(b_data_rec12 >= 4'd2)utc_min[0] <= 1'b1;
if(b_data_rec13 >= 4'd1)utc_min[1] <= 1'b0;
if(b_data_rec13 >= 4'd2)utc_min[1] <= 1'b1;
if(b_data_rec14 >= 4'd1)utc_min[2] <= 1'b0;
if(b_data_rec14 >= 4'd2)utc_min[2] <= 1'b1;
if(b_data_rec15 >= 4'd1)utc_min[3] <= 1'b0;
if(b_data_rec15 >= 4'd2)utc_min[3] <= 1'b1;
if(b_data_rec17 >= 4'd1)utc_min[4] <= 1'b0;
if(b_data_rec17 >= 4'd2)utc_min[4] <= 1'b1;
if(b_data_rec18 >= 4'd1)utc_min[5] <= 1'b0;
if(b_data_rec18 >= 4'd2)utc_min[5] <= 1'b1;
if(b_data_rec19 >= 4'd1)utc_min[6] <= 1'b0;
if(b_data_rec19 >= 4'd2)utc_min[6] <= 1'b1;
if(b_data_rec20 >= 4'd1)utc_min[7] <= 1'b0;
if(b_data_rec20 >= 4'd2)utc_min[7] <= 1'b1;
if(b_data_rec22 >= 4'd1)utc_hou[0] <= 1'b0;
if(b_data_rec22 >= 4'd2)utc_hou[0] <= 1'b1;
if(b_data_rec23 >= 4'd1)utc_hou[1] <= 1'b0;
if(b_data_rec23 >= 4'd2)utc_hou[1] <= 1'b1;
if(b_data_rec24 >= 4'd1)utc_hou[2] <= 1'b0;
if(b_data_rec24 >= 4'd2)utc_hou[2] <= 1'b1;
if(b_data_rec25 >= 4'd1)utc_hou[3] <= 1'b0;
if(b_data_rec25 >= 4'd2)utc_hou[3] <= 1'b1;
if(b_data_rec27 >= 4'd1)utc_hou[4] <= 1'b0;
if(b_data_rec27 >= 4'd2)utc_hou[4] <= 1'b1;
if(b_data_rec28 >= 4'd1)utc_hou[5] <= 1'b0;
if(b_data_rec28 >= 4'd2)utc_hou[5] <= 1'b1;
if(b_data_rec29 >= 4'd1)utc_hou[6] <= 1'b0;
if(b_data_rec29 >= 4'd2)utc_hou[6] <= 1'b1;
if(b_data_rec30 >= 4'd1)utc_hou[7] <= 1'b0;
if(b_data_rec30 >= 4'd2)utc_hou[7] <= 1'b1;
if(b_data_rec32 >= 4'd1)utc_day[0] <= 1'b0;
if(b_data_rec32 >= 4'd2)utc_day[0] <= 1'b1;
if(b_data_rec33 >= 4'd1)utc_day[1] <= 1'b0;
if(b_data_rec33 >= 4'd2)utc_day[1] <= 1'b1;
if(b_data_rec34 >= 4'd1)utc_day[2] <= 1'b0;
if(b_data_rec34 >= 4'd2)utc_day[2] <= 1'b1;
if(b_data_rec35 >= 4'd1)utc_day[3] <= 1'b0;
if(b_data_rec35 >= 4'd2)utc_day[3] <= 1'b1;
if(b_data_rec37 >= 4'd1)utc_day[4] <= 1'b0;
if(b_data_rec37 >= 4'd2)utc_day[4] <= 1'b1;
if(b_data_rec38 >= 4'd1)utc_day[5] <= 1'b0;
if(b_data_rec38 >= 4'd2)utc_day[5] <= 1'b1;
if(b_data_rec39 >= 4'd1)utc_day[6] <= 1'b0;
if(b_data_rec39 >= 4'd2)utc_day[6] <= 1'b1;
if(b_data_rec40 >= 4'd1)utc_day[7] <= 1'b0;
if(b_data_rec40 >= 4'd2)utc_day[7] <= 1'b1;
if(b_data_rec42 >= 4'd1)utc_day[8] <= 1'b0;
if(b_data_rec42 >= 4'd2)utc_day[8] <= 1'b1;
if(b_data_rec43 >= 4'd1)utc_day[9] <= 1'b0;
if(b_data_rec43 >= 4'd2)utc_day[9] <= 1'b1;
if(b_data_rec52 >= 4'd1)utc_yea[0] <= 1'b0;
if(b_data_rec52 >= 4'd2)utc_yea[0] <= 1'b1;
if(b_data_rec53 >= 4'd1)utc_yea[1] <= 1'b0;
if(b_data_rec53 >= 4'd2)utc_yea[1] <= 1'b1;
if(b_data_rec54 >= 4'd1)utc_yea[2] <= 1'b0;
if(b_data_rec54 >= 4'd2)utc_yea[2] <= 1'b1;
if(b_data_rec55 >= 4'd1)utc_yea[3] <= 1'b0;
if(b_data_rec55 >= 4'd2)utc_yea[3] <= 1'b1;
if(b_data_rec57 >= 4'd1)utc_yea[4] <= 1'b0;
if(b_data_rec57 >= 4'd2)utc_yea[4] <= 1'b1;
if(b_data_rec58 >= 4'd1)utc_yea[5] <= 1'b0;
if(b_data_rec58 >= 4'd2)utc_yea[5] <= 1'b1;
if(b_data_rec59 >= 4'd1)utc_yea[6] <= 1'b0;
if(b_data_rec59 >= 4'd2)utc_yea[6] <= 1'b1;
if(b_data_rec60 >= 4'd1)utc_yea[7] <= 1'b0;
if(b_data_rec60 >= 4'd2)utc_yea[7] <= 1'b1;
end
end前面锁存的信号为3,2,1和0信号，3代表P标志位，2代表高电平，1代表低电平。所以先将锁存器的值转化为01信号，判断完毕后，进行计算。
注意：这里用的脉冲信号为bcodeflag，这个信号在采集到101个点的时候计算，并且没有时间卡点。因为B码的最后一位是不代表信息的，所以这个就不用过多考虑锁存不锁存的问题，所有的B码都是前面99个里面。
reg resettime3_en_d0;
reg resettime3_en_d1;
wire resettime3_falling_flag;
wire resettime3_rasing_flag;
assign resettime3_falling_flag = (~resettime3_en_d0) & resettime3_en_d1;
assign resettime3_rasing_flag = (~resettime3_en_d1) & resettime3_en_d0;
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin
resettime3_en_d0 <= 1'b0;
resettime3_en_d1 <= 1'b0;
end
else begin
resettime3_en_d0 <= bcodeflag;
resettime3_en_d1 <= resettime3_en_d0;
end
end在bcodeflag的下降沿之后顺延一个周期，即判断完01之后，进行计算。
(*noprune*)reg [31:0] utc_SecondData;
(*noprune*)reg [31:0] utc_MinuteData;
(*noprune*)reg [31:0] utc_HourData;
(*noprune*)reg [31:0] utc_DayData;
(*noprune*)reg [31:0] utc_YearData;
[email protected](posedge clk or negedge rst_n)
begin
if (rst_n == 1'b0)
utc_SecondData <= 32'd0;
else if (resettime3_falling_flag == 1'b1)begin
utc_SecondData = utc_sec[0] + 2*utc_sec[1] + 4*utc_sec[2] + 8*utc_sec[3]
+(utc_sec[4] + 2*utc_sec[5] + 4*utc_sec[6])*10;
utc_MinuteData = utc_min[0] + 2*utc_min[1] + 4*utc_min[2] + 8*utc_min[3]
+(utc_min[4] + 2*utc_min[5] + 4*utc_min[6] + 8*utc_min[7])*10;
utc_HourData = utc_hou[0] + 2*utc_hou[1] + 4*utc_hou[2] + 8*utc_hou[3]
+(utc_hou[4] + 2*utc_hou[5] + 4*utc_hou[6] + 8*utc_hou[7])*10;
utc_DayData = utc_day[0] + 2*utc_day[1] + 4*utc_day[2] + 8*utc_day[3]
+(utc_day[4] + 2*utc_day[5] + 4*utc_day[6] + 8*utc_day[7])*10
+(utc_day[8] + 2*utc_day[9])*100;
utc_YearData = utc_yea[0] + 2*utc_yea[1] + 4*utc_yea[2] + 8*utc_yea[3]
+(utc_yea[4] + 2*utc_yea[5] + 4*utc_yea[6] + 8*utc_yea[7])*10;
end
end这样在最后一个脉宽的时候计算出对应的utc时间。
第二章：波形验证
接入B码后可以看出，cnt到100，然后变为101，但是在锁存之前变为0。之后再resetime3之后的下降沿，B码的秒时间可以看出是31s，而其他时间为14点28，而年对应为22，即2022年，验证后，天数为216天，即2022年8月4日。当然这仅仅验证了UTC时间的解码，其他的关键信息还没有提取出来。应该可以用同样的方法可以将其他信息放到一个寄存器中。
第三章：存在的BUG
[email protected](posedge clk or negedge rst_n)
begin
if (rst_n == 1'b0)
bcodebitcnt <= 8'd0;
else if (bpluse_falling_flag == 1)
bcodebitcnt <= bcodebitcnt + 1'b1;
else if (bcodereadyflag == 1)
bcodebitcnt <= 8'd3;
else if (bcodebitcnt == 8'd101)
bcodebitcnt <= 0;
else
bcodebitcnt <= bcodebitcnt;
end
[email protected](posedge clk or negedge rst_n)
begin
if (rst_n == 1'b0)
bcodeflag <= 1'd0;
else if (bpluse_falling_flag == 1)
bcodeflag <= 1'd0;
else if (bcodebitcnt == 8'd101)
bcodeflag <= 1'd1;
else
bcodeflag <= 1'd0;
end这段代码输出两个量，一个是cnt，也就是没有锁存时，在B码的下降沿时，从0到100，锁存之后从3到100。另一个是bcodeflag，当下降沿来时等于0，当cnt等于101时变为1。这个地方问题就是没有锁存两个B码的P标志时，cnt也会变为101，这样bcodeflag也会变为1，也即utc时间也会计算，这个就比较麻烦了。
第四章：1PPS怎么输出
1PPS的上升沿和2个P标志中的第二个脉宽上升沿重合，这样必须判断出来两个P帧之后，在下一个1s中的时候，第2个B码的脉宽的上升沿处输出脉冲。现在考虑两种方案：
（1）方案1：判断2个P标志之后，定时器开启，在995ms的时候输出1个flag，然后1005ms时输出0flag，然后将B码信号与这个flag与一下，那样输出的脉冲即为1PPS的上升沿。
（2）方案2：判断2个P标志之后，在1sB码的之后的下一个1s的第一个P标志之后，输出1个flag，然后输出一定宽度的flag，然后将B码信号与这个flag与一下，也可以输出对应的1PPS脉冲的上升沿。
先不考虑其他传递参数，仅仅考虑utc时间的话，在600ms左右能解出具体的utc时间，所以在下一个1pps之前，做好准备是没什么问题。
出现以下问题需要解决：
（1）B码在2个P标志位之后信号出现问题，B码在中间消失，之后B码继续出现。
（2）B码在2个P标志位之后信号出现问题，B码间隔固定时间，即之后的P帧刚好对上，B码再次出现。
所以感觉能锁存到2个P帧是关键，之后无论B码怎么消失，只要在下一个2个P帧到来时，给定高电平与B码与就行，所以选择第1个方案比较稳妥。
至于B码消失，utc时间怎么解，这个需要再次考虑。
所以按照第一个方案的思路解决1PPS的输出问题。
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