可编程器件及其技术自20世纪90年代以来得到了迅猛发展，他促进了逻辑设计的概念和方法以及数字电路实现手段的转换。ISP技术消除了传统可编程逻辑器件(PLD)的某些限制和连接弊病，可以在电路板上直接进行编程和重复编程，有利于在板和系统级设计、制造及编程，根据用户和市场需求进行产品开发，从而有效地降低了产品成本，缩短产品进入市场的时间。Lattice公司的ISP器件可由该公司的ispDesignExpert软件所支持，且能够在系统电路板上直接进行重构，因而无需单独的编程器即可在桌面上进行电路的仿真、测试和查错等工作，迅速地改变原电路和更新系统的性能，完成设计。
1 HDB3编码基本原理
为了满足基带传输的要求，单极性脉冲序列必须经过适当的基带编码，以保证传输码型中无直流分量，有一定的自检能力和适应不同信源的统计特性的能力。在基带传输中，常用的码型有：传输极性交替码(AMI码)、三阶高密度双极性码(HDB3码)、4B3T码、传号翻转码(CMI)以及双相码(Manchester码)等。
1.1 HDB3码的构成规则
首先简单介绍AMI码的构成规则，把单极性脉冲序列中相邻的"1"码(即正脉冲)变为极性交替的正、负脉冲，将"0"码保持不变，把"1"码变为+1、-1交替的脉冲。
HDB3码是一种AMI码的改进型，又称四连"0"取代码。在AMI码中，如果连续较长的一段序列为"0"码，则在接收端会因为长时问无交替变化波形的控制而丢失同步信号。为克服传输波形中出现的长连"0"的情况，设计了AMI码的改进型HDB3码，其码型中最长连"0"数不超过3个。
HDB3码的编码原理可简述如下：在消息的二进制代码序列中，当连"0"码的个数不超过3时，HDB3编码规律与AMI码相同，即"1"码变为"+1"、"-1"交替脉冲；当出现4个及以上连"0"码时，把连"0"段按4个"0"分节，即"0000"，并使第4个"0"码变为"1"码，用V脉冲表示，这样就可以消除长连"0"现象。为了便于识别V脉冲，必须使V脉冲极性与前一个"1"脉冲极性相同，这样就破坏了AlMI码极性交替的规律，所以V脉冲为破坏脉冲。把V脉冲和前3个连"0"称为破坏节"000V"，为了使脉冲序列仍不含直流分量，则必须使相邻的破坏点V脉冲极性交替，为了保证上述条件成立，必须使相邻的破坏点之间有奇数个"1"码。如果原序列中破坏点之间的"1"码为偶数个，则必须补为奇数，即将破坏节中的第一个"0"码变为"1"，用B脉冲表示，这时破坏节变为"B00V"形式。这样就保证B脉冲极性与前一"1"脉冲极性相反，而B脉冲极性和V脉冲极性相同。
1.2 HDB3码的特点
其特点主要有：
(1)与AMI码一样无直流分量，且低频分量也很少；其功率谱也与AMI码类似，其方波中丰富的高频分量同样被消除了；
(2)由于引入取代节，因而解决了AMI码在连"0"过长时提取位定信号的困难；
(3)具有内在检错能力。
由此可见，HDB3码是一种优良码，目前广泛应用于基带传输接口码。
2 ISP技术在HDB3编码中的应用
2.1 用ISP实现HDB3码编码
2.1.1 编码设计思想
HDB3码为三阶高密度双极性码，其编码设计思想为：
(1)由于ISP不能输出负电平，只能输出"1"、"0"，所以先要对他的输出进行编码，如表1所示。
(2)考虑将某些"0"改为"1"。用一个四位移位寄存器来对输入的序列进行检测，当检测到4个连0时，将其第四个0改为1。再设置一个T触发器来检测两个相邻的破坏节之间"1"的个数，若T触发器为"0"，则说明两个相邻的破坏节之间"l"的个数为偶数个，需要将第2个破坏节的第一个"0"置"1"，若T触发器为"1"，则说明两个相邻的破坏节之间"1"的个数为奇数个，不变。
(3)正、负号的考虑。除了破坏节的V即"1"的符号与他前面最近的"1"的符号相同外，其他的"1"的符号都是正、负交替的。所以再设置一个T触发器，当他检测到"1"时就使Q2翻转。当然，这样就不可避免地使破坏节的V的符号也出现翻转，为了防止他的翻转，用一个三位移位寄存器来跟踪V码，以保证V码的符号与他前面最近的"1"的符号相同。
2.1.2 编码流程图
编码流程图如图1所示：
2.1.3 编码程序仿真结果
仿真结果说明：由于输入的数据流经过了5个寄存器，输出就延长了4个时钟脉冲周期，所以仿真输出的有效起始位置应该是4个时钟脉冲以后(即图2上的黑线以后的部分)。
对照上面的仿真图，可以得到：
根据前面所提编码表格1，当Q1Q2=11代表"+1"，Q1Q2=10代表"-1"，Q1Q2=00或01代表"0"，则输出Q1、Q2可翻译成：
+1000+10-1+1-1000-1+100+1-100-1
以上结果完全符合}tDB3码的编码规则。
2.2 用ISP实现HDB3码译码
2.2.1 译码设计思想
(1)由HDB3码的编码规则可知，"0000"都被"000+1"或"000-1"或"+100+1"或"-100-1"取代，故只要能检测出"+1000+1"、"-1000-1"、"+100+1"、"-100-1"，将他们分别改为"10000"、"10000"、"0000"、"0000"即可。
(2)、当然"+1"、"-1"、"0"还是由Q1Q2来表示，那么就需要有两个5位移位寄存器(c和d)，Q1通过d，Q2通过c。通过d、c来检测。如果检测到两个移位寄存器分别为"10001"、"0xxx0"或"10001"、"1xxx1"或"1001x"、"1xx1x"或"1001x"、"0xx0x"("x"代表任意，即可以是"1"也可以是"0")，数据输出是将d里面的数据流输出，所以只要将d中所检测到的以上数据分别改为"10000"、"10000"、"0000x"、"0000x"，就可得到HDB3码的译码了。
2.2.2译码仿真结果
对应译码结果为：
3结 语
随着可编程技术及器件的迅速发展，当今硬件设计日趋软件化。为适应社会发展与需求，作者进行了基于ISP技术的研究与应用，采用软件设计思维，将原理图与程序仿真相结合的方法，实现了HDB3的编码和译码功能。
