文档介绍：1概述
1. 1FPGA 概述
随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。城市交 通基础设施供给滞后于高速机动化增长需求，道路堵塞日趋加重，交通事故频繁，环境污染加剧等 问题普遍存在。目前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象，交通 事故频发，这给人民的生命财产安全带来了极大的损失。如何解决城市交通问题已成为全社会关注 的焦点和大众的迫切呼声。探究城市交通发展中存在问题的原因，无论是从宏观上还是从微观上分 析，其根本原因在于城市交通系统的管理机制不适应。城市交通控制系（UTC , Urban Traffic Control System）是现代城市智能交通系统（IDJ , Intelligent transport system）的组成之一, 主要用于城市道路交通的控制与管理。城市平交路口实现交通信号控制是城市交通管理现代化的基 本标志之一，是提高交通管理效能的重要技术手段。路口信号控制器是控制交叉路口交通信号的设 备，它是交通信号控制的重要组成部分。各种交通控制方案，最终都要由路口信号控制器来实现。 为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过，往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。伴 随着社会的发展以及人类生活水平的提高，汽车的数量在不断增加，EDA技术的发展和应用领域也 在不断的扩大与深入，机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域 的重要性日益突出。利用EDA技术设计交通灯来完成这个需求就显的更加迫切，同样也是非常的实 用和合理。
FPGA （现场可编程门阵列）和CPLD （复杂可编程逻辑器件）都是可编程逻辑器件，他们是在 PAL, GAL等逻辑器件的基础上发展起来的。同以往的PAL, GAL相比较FPGA/CPLD的规模比较大，它 可以替代几十甚至几千块通用IC芯片。这样的FPGA/CPLD ±就是一个子系统部件。这种芯片收到 世界范围内电子工程设计人员的广泛关注和普遍欢迎。比较典型的就是Altera公司和Xilinx公司 的CPLD器件系列和FPGA器件系列，他们开发较早，占用了较大的PLD市场。
FPGA/CPLD芯片都是特殊的ASIC芯片，除了具有ASIC的特点外，还具有以下几个优点：
随着VLSI （超大集成电路）工艺的不断提高单一芯片内部可以容纳上百万个晶体管，FPGA/CPLD 芯片的规模也越来越大，其单片逻辑门数已达上百万门，它所实现的功能也越来越强，同时也可以 实现系统集成，即片上系统SOC。
FPGA/CPLD芯片在出厂之前都做过百分之百的测试，不需要设计人员承担芯片风险和费用，设 计人员只需在自己的实验室就可以通过相关的软硬件环境来完成芯片的最终功能设计。所以， FPGA/CPLD的资金投入就少，减少了潜在的花费。
用户可以反复的编程，擦除，使用或者在外围电路不动的情况下用不同软件就可实现不同的功 能。FPGA/CPLD软件包中有各种输入工具和仿真工具，及版图设计工具和编程器等全线产品，电路 设计人员在很短的时间内就可完成电路的输入，编译，优化，仿真，直至最后芯片的制作。当电路 有少量的改动，更能显示FPGA/CPLD的优势。
:FPGA设计交通灯的意义
FPGA是一个功能强大的可编程逻辑芯片，采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产, 就能得到所需的芯片。FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。FPGA是ASIC电路中设计周期最 短、开发费用最低、风险最小的器件之一。FPGA采用高速CHMOS X艺，功耗低，可以与CMOS、 TTL电平兼容。所以用FPGA完成交通灯的设计合理可行。
：硬件描述语言VHDL
硬件描述语言HDL是EDA技术的重要组成部分，常见的HDL有下列几种：VHDL、Verilog HDL, System Verilog^和System C。其中VHDL^ Verilog在现在EDA设计中使用最多，也得到几乎所 有的主流EDA工具的支持。
VHDL 的英文全名是 VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language,于 1983 年有美国国防部(D0D)发起创建，山 IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers)进一步发展并在1987年作为“IEEE标准1076”发布。从此，VHDL成为 硬件描述语言的业界标准之一。自IEEE公布了 VHDL的标准版本之后，各EDA公司相继推出了自己 的VHDL设计环境，或宣布自己的设计工具支持VHDLO此后VHDL在电子设计领域得到了广泛应用， 并逐步