Design of a Simple PCM Encoder Architecture Based on Programmable ROM

프로그래머블 ROM 기반의 심플 PCM 엔코더 설계

Abstract

This paper presents and implements a simple programmable PCM encoder structure uisng the commutation method. In the telemetry system, information is required to assign each data to the channel in order to generate a frame format the data acpuired from the sensor. In this case, when the number of state information is large or the data type is various, there is a necessity to input a large amount of information to each channel. However, the more the number of channels and data, the more probability the error will occur. Therefore, in this paper, the channel information is created using the program. And PCM encoder was implemented to store channel information in ROM. The proposed PCM encoder architecture reduces the likelihood of errors. And it can improve the development speed. The validity of proposed structure is proved by simulation.

본 논문에서는 커뮤테이션 방식을 이용한 심플 프로그래머블 PCM 엔코더 구조를 제시하고 구현하였다. 텔레메트리 시스템은 센서에서 획득한 데이터들로 프레임을 생성하기 위해 각각의 데이터들을 채널에 할당할 수 있는 정보가 필요하다. 이때 상태 정보의 수가 많거나 데이터 타입이 다양할 경우, 각 채널에 대량의 정보를 입력해야 할 필요성이 존재한다. 그러나 채널수와 데이터양이 많을수록 오류가 발생할 가능성이 증가한다. 따라서 본 논문에서는 프로그램을 이용하여 채널 정보를 작성하고, ROM에 채널 정보를 저장할 수 있는 PCM 엔코더를 구현하였다. 본 논문에서 제안한 PCM 엔코더 구조는 오류의 발생 가능성을 줄이고, 채널 정보 입력 소스 코드 길이의 축소 등 개발 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 시뮬레이션을 이용하여 제안한 구조의 타당성을 확인하였다.

그림 1. PCM 엔코더 시스템 Fig. 1. Block diagram of PCM encoder system.

그림 2. 텔레메트리 PCM 프레임 구조 Fig. 2. Structure of telemetry PCM frame.

그림 3. ROM 워드 구조 Fig. 3. Structure of ROM word.

그림 4. 커뮤테이션 구조 Fig. 4. Structure of commutation.

그림 5. 펌웨어 구조 Fig. 5. Structure of firmware.

그림 6. ROM 워드 생성 구조 Fig. 6. Block diagram of ROM word generator.

그림 7. ROM 테이블 생성 순서도 Fig. 7. Flow chart of implemented software.

그림 8. ROM 테이블 생성 엑셀 프로그램 Fig. 8. Program based on excel.

그림 9. 자동 채널 배치 Fig. 9. Auto generated channel table.

그림 10. Quartus 툴에서의 ROM 테이블Fig. 10. ROM table on the Quartus.

그림 11. ROM 테이블 채널 정보 Fig. 11. ROM table with channel information stored.

그림 12. 시뮬레이션 1의 시그널 탭 결과 Fig. 12. Signal tap result of simulation 1.

그림 13. ROM 테이블 채널 정보 Fig. 13. ROM table with channel information stored.

그림 14. 시뮬레이션 2의 시그널 탭 결과 Fig. 14. Signal tap result of simulation 2.

그림 15. ROM 테이블 채널 정보 Fig. 15. ROM table with channel information stored.

그림 16. 시뮬레이션 3의 시그널 탭 결과 Fig. 16. Signal tap result of simulation 3.

표 1. ROM 워드 정보 예시 Table 1. Example of ROM word information.

표 2. 시뮬레이션 1의 채널 정보 Table 2. Channel information for simulation 1.

표 3. 시뮬레이션 2의 채널 정보 Table 3. Channel information for simulation 2.

표 4. 시뮬레이션 3의 채널 정보 Table 4. Channel information for simulation 3.