文档介绍：集成电路专业设计
题目:基于FPGA设计的出租车计费系统
学院:电子信息工程学院
专业:集成电路设计与集成系统
姓名:某
班级:
学号:
指导老师:
日期: 年月日
目录
前言
1 设计任务与要求. 3
2 设计原理 4
3 设计步骤 5
4 程序仿真波形 12
5 硬件实现 12
6 设计总结. 13
7 参考文献 13
前言
随着出租车行业的发展,对出租车计费器的要求也越来越高。二十世纪后半期,随着集成电路和计算机技术的飞速发展,数字系统也得到了飞速发展,其实现方法经历了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVLSI的过程。同时为了提高系统的可靠性与通用性,微处理器和专业集成电路(ASIC)逐渐取代了通用全硬件LSI电路,而ASIC以其体积小、重量轻、功耗低、速度快、成本低、保密性好而脱颖而出。目前,业界大量可编程逻辑器件(PLD),尤其是现场可编程逻辑器件(FPLD)被大量地应用在ASIC的制作当中。在可编程集成电路的开发过程中,
以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果的电子设计自动化(EDA)技术主要能辅助进行三方面的设计工作:IC设计,电子电路设计以及PCB设计
理想的可编程逻辑开发系统能符合大量的设计要求:它能够支持不同结构的器件,在多种平台运行,提供易于使用的界面,并且有广泛的特征。此外,一个设计系统应该能给设计师提供充分自由的设计输入方法和设计工具选择。Altered公司开发的MAX+PLUSⅡ开发系统能充分满足可编程逻辑设计所有要求。
MAX+PLUSⅡ设计环境所提供的灵活性和高效性是无可比拟的。其丰富的图形界面,辅之以完整的、可及时访问的在线文档,使设计人员能够轻松、愉快地掌握和使用MAX+PLUSⅡ软件。
编程器是一种专门用于对可编程器(如EPROM,EEPROM,GAL,CPLD,PAL等)进行编程的专业设备
PLD器件的逻辑功能描述一般分为原理图描述和硬件描述语言描述,原理图描述是一种直观简便的方法,它可以将现有的小规模集成电路实现的功能直接用PLD器件来实现,而不必去将现有的电路用语言来描述,但电路图描述方法无法做到简练;硬件描述语言描述是可编程器件设计的另一种描述方法,语言描述可能精确和简练地表示电路的逻辑功能,现在PLD的设计过程中广泛使用。常用的硬件描述语言有ABEL,VHDL语言等,其中ABEL是一种简单的硬件描述语言,其支持布尔方程、真值表、状态机等逻辑描述,适用于计数器、译码器、运算电路、比较器等逻辑功能的描述;VHDL语言是一种行为描述语言,其编程结构类似于计算机中的C语言,在描述复杂逻辑设计时,非常简洁,具有很强的逻辑描述和仿真能力,是未来硬件设计语言的主流。
VHDL就是超高速集成电路硬件描述语言。覆盖面广,描述能力强,是一个多层次的硬件描述语言。在VHDL语言中,设计的原始描述可以非常简练,经过层层加强后,最终可成为直接付诸生产的电路或版图参数描述。具有良好的可读性,即容易被计算机接受,也容易被读者理解。使用期长,不会因工艺变化而使描述过时。因为VHDL的硬件描述与工艺无关,当工艺改变时,只需修改相应程序中的属性参数即可。支持大规模设计的分解和已有设计的再利用。一个大规模的设计不可能由一个人独立完成,必须由多人共同承担,VHDL为设计的分解和设计的再利用提供了有力的支持。
基于FPGA设计的出租车计费系统
VHDL 是一种应用广泛的硬件描述语言,可用于从算法级、,然后通过模拟器仿真验证其功能,再通过选定工艺库,确定约束条件,完成逻辑综合与逻辑优化成门级电路,最后通过下载到相应的可编程逻辑器件(如 FPGA)中来实现一个设计.
由于本设计采用的可编程器件是 AL TERA公司的 FL EX10K 系列 FPGA ( EPF10K10LC8424) ,所以相应的采用了 MAXPLUSII 软件. 此软件具有完全集成化和易学易用的可视化设计环境,并具有符合工业标准的 EDA 工具接口,能在各种平台上运行. 它支持 VHDL、 VHDL、AHDL (AL TERA HDL)等硬件描述语言.
本文主要研究的是采用 FPGA 和 VHDL 语言,运用自上而下的设计( Top2down) (如下图) EPF10K10LC8424) 可编程器件应用和LED数码管动态显示的设计问题
系统设计
功能级描述
功能仿真
门级描述
时序仿真
图自上向下的设计
一、设计任务与要求
(1)、能够实现计费功能
费用的计算是按行驶里程收费,,当里程小于3