總體：大致下面幾個(gè)模塊。我們的卷積碼是（2，1，9），所以有256個(gè)狀態(tài)。首先是control模塊輸出所有控制信號(hào)，保證其他模塊有序譯碼。然后是bmg模塊，根據(jù)輸入的卷積碼CODE，判斷256個(gè)狀態(tài)512個(gè)分支的漢明距，即分支度量值，發(fā)送給acs.然后asc模塊從RAM里面的metricmemory里面取出前一級(jí)的256個(gè)狀態(tài)路徑度量值，與bmg送來的漢明距離，相加以后，進(jìn)行比較，選擇路徑度量值較小的分支，最終得到256個(gè)狀態(tài)的路徑度量值，存儲(chǔ)到RAM，并且把256個(gè)狀態(tài)里面最小狀態(tài)傳給TBU回溯模塊。把256個(gè)狀態(tài)的幸存比特信息傳給MMU。MMU一次從ACS得到4個(gè)狀態(tài)的幸存比特信息，將其拼接成8個(gè)狀態(tài)，存入RAM中。然后當(dāng)TB-EN使能信號(hào)有效，開始回溯時(shí)，TBU模塊給RAM發(fā)11位的地址，從RAM里面尋找當(dāng)前狀態(tài)的幸存比特信息，RAM把信息傳給MMU,通過MMU傳給TB模塊。最后TB模塊輸出解碼。

建立原始時(shí)鐘信號(hào)，時(shí)鐘周期是100ns，頻率10MHz。再建立復(fù)位信號(hào)，低有效。Active信號(hào)為1，開始工作。創(chuàng)建編碼器時(shí)鐘D_CLOCK。

最后設(shè)置輸入碼字X或者卷積碼code。T=DPERIOD=64*400ns。實(shí)例化編碼器，輸出卷積碼。實(shí)例化解碼器，輸出解碼。

DPERIOD =128*200=64*400，ACS模塊時(shí)鐘是clock1,2，周期是400.ACS模塊里面有四個(gè)并行加比選單元，一個(gè)周期完成四個(gè)狀態(tài)的加比選。然后迭代64次，才完成256個(gè)狀態(tài)加比選，所以需要64個(gè)clock2。

仿真結(jié)果：

1.帶有編碼器。輸入碼字X給卷積編碼器，編碼器輸出卷積碼CODE給解碼器，解碼器輸出DECODEOUT。如圖正確解碼。

下面兩圖是輸入碼字X,和解碼輸出碼字DecodeOut,我們可以直觀地看出兩者一致。

2.不帶編碼器。直接輸入卷積碼CODE給解碼器，解碼器輸出DECODEOUT。如圖正確解碼，下圖的輸入卷積碼是和上圖X輸入，在編碼器生成的卷積碼一致。有圖可見，波形一致，仿真正確。

3.維特比譯碼有一定的糾錯(cuò)能力，下圖驗(yàn)證。因?yàn)榫S特比會(huì)選擇一個(gè)路徑度量最小的狀態(tài)回溯，也即差錯(cuò)最小。可以看到錯(cuò)誤代碼中，lowestmetric不再為0，說明有差錯(cuò)，差錯(cuò)狀態(tài)的路徑度量值為10h.

correctcode代碼

errorcode代碼

仿真結(jié)果：

• reset=0時(shí)，異步復(fù)位，Clock1 <= 0; Clock2 <= 0; ACSSegment<=111_111;
  

ACSPage<=111_111;Hold<= 0；Init <=0; TB_EN <= 0;CompareStart <= 0;

2.CLOCK周期為100ns

3.看出count為二分頻，最終Clock1，Clock2都為Clock的四分頻，T=400ns。

并且，Clock2超前Clock1，90度。Clock1=1100時(shí)，Clock2=1001。

因?yàn)橛械男盘?hào)操作需要其他信號(hào)保持一段時(shí)間。所以利用相位差90度，將有些信號(hào)在使用前設(shè)置好，防止沖突延遲。

例如ASC里面最小路徑產(chǎn)生模塊。其功能是找出256個(gè)狀態(tài)中路徑度量最小的狀態(tài)。它在Clock2下降沿更新最小狀態(tài)，最后在Clock1下降沿輸出。由于Clock2超前Clock1，剛好可以在更新完最后一個(gè)狀態(tài)與重新進(jìn)行下次256個(gè)狀態(tài)的比較之間，輸出最小狀態(tài)。

• 在Clock1的上升沿。{ACSPage,ACSSegment} <= {ACSPage,ACSSegment} + 1;所以ACSSegment由000_000到111_111，然后ACSPage再加一，ACSPage對(duì)應(yīng)一個(gè)碼字的輸入時(shí)間。
  

一個(gè)碼字的輸入時(shí)間就是計(jì)數(shù)64個(gè)ACSSegment。一個(gè)碼字在4個(gè)并行ACS單元下迭代64次，才能完成256個(gè)狀態(tài)的路徑度量值比較。

Init信號(hào)標(biāo)志著一個(gè)碼元處理的開始，在Clock1的上升沿，且ACSSegment=3F的時(shí)候?yàn)?,持續(xù)一個(gè)Clock1。

Hold信號(hào)標(biāo)志著一個(gè)碼元處理的結(jié)束，在Clock1的上升沿，且ACSSegment=3EH的時(shí)候?yàn)?，持續(xù)一個(gè)Clock1.

5.ACSPage = 'h3E且ACSSegment = 'h3F時(shí)，TB_EN為1，TB單元使能，路徑開始回溯。

6.在Clock2的上升沿。comparecount計(jì)數(shù)到8以后并且ACSSegment = 6'h3F（init）。CompareStart <= 1，開始比較。對(duì)于前8個(gè)碼字不進(jìn)行比較。幸存者來自“0”分支，上支路。

從全0狀態(tài)起始點(diǎn)開始討論。到9級(jí)及以后，每個(gè)狀態(tài)都有兩支路，才需要加比選。

ASCUNIT模塊分為三塊。一是四個(gè)并行的ASC單元，二是RAM Interface（RAM 接口模塊），三是Lowest Pick block（最小路徑選擇模塊）。

功能：ACS 單元從路徑度量存儲(chǔ)模單元中取出前一時(shí)刻幸存路徑的度量值， 然后與送入 ACS 單元的分支度量值累計(jì)相加進(jìn)行比較，相加度量值較小的作為該狀態(tài)新的路徑度量值存入RAM里的MetricMemory以備下一時(shí)刻加比選使用。并產(chǎn)生幸存比特信息survivor 給MMU模塊。這個(gè)幸存信息表示在加比選操作中，表征該狀態(tài)是由前一時(shí)刻進(jìn)入該狀態(tài)的哪條分支轉(zhuǎn)移而來的，當(dāng) survivor =0 時(shí)表示該狀態(tài)是由偶狀態(tài)（即上支路）轉(zhuǎn)移而來，當(dāng) survivor =1 時(shí)表示該狀態(tài)是由奇狀態(tài)（即下支路）轉(zhuǎn)移而來。

最后把256個(gè)狀態(tài)里面最小狀態(tài)傳給TBU回溯模塊。

仿真結(jié)果：

• 當(dāng)輸入漢明距離Distance為16'b1000_0101_0010_0101時(shí)，即8個(gè)分支的漢明距離為2 0 1 1 0 2 1 1。如圖Distance顯示8525。并且路徑度量值MMPathMetric為全0時(shí)，進(jìn)行四個(gè)狀態(tài)的加比選。經(jīng)過加比選，得到四狀態(tài)的路徑度量值和幸存路徑信息，如下圖，輸出MMMetric=00_01_00_01，Survivors=0111（7），與分析相符。
  

• 當(dāng)輸入漢明距離Distance為16'b1000_1000_0000_0000時(shí)，即8個(gè)分支的漢明距離為2 0 2 0 0 0 0 0。如圖Distance顯示8800。并且路徑度量值MMPathMetric為1 2 3 4 b c d e時(shí)，進(jìn)行四個(gè)狀態(tài)的加比選。經(jīng)過加比選，得到四狀態(tài)的路徑度量值和幸存路徑信息，如下圖，輸出MMMetric=02_04_0b_0d，Survivors=0011（3），與分析相符。
  

3.找到256個(gè)狀態(tài)最小狀態(tài)的功能。如圖，只有在前四個(gè)狀態(tài)八個(gè)分支輸入的Distance=16'b1000_0101_0110_0101; //2 0 1 1 1 2 1 1 ;其余情況漢明距離均為1.又因?yàn)槌跏即鎯?chǔ)的路徑度量值為0.故其，路徑度量值最小的狀態(tài)為0對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，狀態(tài)號(hào)為3，和仿真一致。

4.和RAM接口模塊，存入和讀取路徑度量值。MMBlockSelect=0為A寫B(tài)讀。在下一個(gè)碼字輸入時(shí)，MMBlockSelect翻轉(zhuǎn)。例如，寫A讀B時(shí)，實(shí)現(xiàn)先讀取B中上一級(jí)的256個(gè)狀態(tài)路徑度量值，用于加比選，同時(shí)把加比選的結(jié)果存入A。然后下一狀態(tài)讀A寫B(tài),交替操作，實(shí)現(xiàn)同時(shí)讀寫。

A,B都是64個(gè)32bit的存儲(chǔ)模塊。64*4*8

下圖仿真中，可以看到先是寫A讀B，在第一個(gè)碼字輸入時(shí)，取出的MMpathmetirc為0。然后第一個(gè)碼字結(jié)束后，全部存入256個(gè)狀態(tài)的路徑度量值在A中。在一個(gè)碼字來時(shí)，讀A，

MMpathmetirc先為64H0101010100010101，可以看到3-0狀態(tài)，路徑度量值為0111，和之前輸入一致。其余時(shí)刻均為64H0101010101010101（路徑度量值都是1）

•   output [`WD_FSM-2:0] MMReadAddress; //5位，一次讀入8個(gè)狀態(tài)。32*8=64*4
  

output [`WD_FSM-1:0] MMWriteAddress; //6位，一次寫入4個(gè)狀態(tài)。64*4=256

MMReadAddress <= ACSSegment [`WD_FSM-2:0]; //低五位。0-31

MMWriteAddress = ACSSegment; //寫地址6bit        為什么讀地址是五位，寫地址是6位。

因?yàn)樗膫�(gè)狀態(tài)，有8個(gè)分支，對(duì)應(yīng)著前面8個(gè)狀態(tài)。所以需要讀出8個(gè)狀態(tài)的路徑度量值。

如當(dāng) ACSSegment為ABCDEF時(shí)，他對(duì)應(yīng)的4個(gè)狀態(tài)是這樣，它對(duì)應(yīng)的前八個(gè)狀態(tài)一定是BCDEF對(duì)應(yīng)的8個(gè)狀態(tài)。前后狀態(tài)只有一位不同，相當(dāng)于右移一位，輸入放最高位。所以只需要ACSSegment低五位，就可以讀出對(duì)應(yīng)的前8個(gè)狀態(tài)路徑度量值。另一方面，讀地址5BIT，尋址32個(gè)，即32*8=256，實(shí)現(xiàn)256個(gè)狀態(tài)的讀取。32個(gè)，32*8=256個(gè)狀態(tài)。寫地址6BIT，尋址64個(gè)，一次寫4個(gè)狀態(tài)，64*4=256，完成256個(gè)狀態(tài)的存入。

以上8個(gè).v文件下載(verilog程序): 維特比編碼譯碼器.zip (1.49 MB, 下載次數(shù): 87)