3 幀同步電路功能模塊的建模與實現(xiàn)
3．1 巴克碼識別模塊
該模塊的功能主要是把幀同步碼巴克碼從數(shù)據(jù)流中識別出來。識別器模塊如圖2所示。

圖2中第1部分模塊ZCB主要完成串并轉(zhuǎn)換和移位功能，由7個D觸發(fā)器和3個非門實現(xiàn)。第2部分模塊AND7作用：只有當巴克碼1110010準確輸人時，識別器的輸出才會為”1”。因為輸出的巴克碼識別信號將直接影響后續(xù)同步保護電路，因此準確地輸出巴克碼，才能避免產(chǎn)生假同步現(xiàn)象。AND7可簡潔準確識別巴克碼。圖3為巴克碼識別模塊仿真圖，其中，bakeshibie為識別器的輸出；fenpin39為39分頻計數(shù)器的輸出端；zin為輸入的數(shù)據(jù)；zclk為時鐘信號。
3．2 分頻計數(shù)器模塊
本設計采用2個帶清零的分頻計數(shù)器，分別為39分頻計數(shù)器和5分頻計數(shù)器。其中，39分頻計數(shù)器可滿足7位巴克碼+4字節(jié)數(shù)據(jù)的要求。當39分頻器輸出一個脈沖時，識別器也應輸出一個脈沖，只要其相位對應輸出，就能提取出幀同步信號。

39分頻計數(shù)器的仿真圖如圖4所示，其中clk為時鐘信號端；clr為時鐘清零端；output為輸出端。
3．3 同步保護模塊
系統(tǒng)進入維持態(tài)時就需要同步保護電路保護幀同步信號。這部分電路由時鐘控制模塊、基本RS觸發(fā)器模塊和5分頻計數(shù)器組成，其中，時鐘控制模塊和基本RS觸發(fā)器模塊的主要功能是狀態(tài)轉(zhuǎn)換和控制輸出幀同步脈沖。對于RS觸發(fā)器值得注意的是：如果R=0和 S=0后同時發(fā)生由0至1的變化，則輸出端Q和Q都要由1向0轉(zhuǎn)換，Q和Q端輸出就會為任意態(tài)，這就是冒險競爭現(xiàn)象。當產(chǎn)生冒險競爭后，由于觸發(fā)器的輸出為任意態(tài)，就會導致整個系統(tǒng)的輸出為任意態(tài)。解決方法是在系統(tǒng)中加入時鐘控制模塊控制觸發(fā)器的復位端，確保不出現(xiàn)任意狀態(tài)，使系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定。5分頻器在識別器模塊無輸出時，這可能是系統(tǒng)真正失步也可能是偶爾干擾所致，只有連續(xù)5次這種情況系統(tǒng)才會真正認為失步。保護模塊仿真圖如圖5所示，其中， zhengout為幀同步輸出信號；clk為時鐘信號；data為輸入的信碼；q為RS觸發(fā)器的Q端；fenpin39為39分頻計數(shù)器的輸出端。

4 幀同步系統(tǒng)頂層文件設計
所謂頂層文件設計就是把所涉及到的各個模塊放在一起，形成一個便于閱讀的圖形方式，在編譯各個模塊時，如果設計沒有錯誤。系統(tǒng)就會創(chuàng)建一個代表該模塊的符號文件，可以被高層設計所調(diào)用。本設計中各模塊通過VHDL語言進行設計，在 QuartusⅡ開發(fā)軟件下編譯通過。采用Altera公司Cvclone系列的EP1C12Q240C8器件，并且?guī)诫娐穬H用到該器件不到1％的邏輯單元。頂層設計圖形如圖6所示。圖6中，ZCB和AND7(七輸入與門)為巴克碼識別器；CLKCONTR為時鐘控制器；FENPIN5為5分頻器計數(shù)器；FENPIN39為39分頻器計數(shù)器；RS_CLK為RS觸發(fā)器。