FPGA乒乓球游戏参考设计.doc

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1、基于XILINX-FPGA的乒乓球游戏参考设计一、背景：Xilinx大学计划（xilinxuniversityplan简称XUP）一直致力于为工程课程提供新一代软件和硬件设计流程。全球数千所使用Xilinx系统进行教学和研究的大学都加入其中。自1985年成立之初，Xilinx就一直与大学保持着密切联系，通过XUP计划，学术机构可以获取第三方供应商提供的最新开发工具和开发板。利用xilinx最新的FPGA技术可以让教育和研究实验室与世界保持同步。FPGA（FieldProgrammableGateArray现场可编程门阵列）是在PAL、GAL、PLD等器件的基础上进一步发展的产物，是

2、专用集成电路（ASIC）中集成度最高的一种。FPGA可以用VHDL或verilogHDL来编程，灵活性强，由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出FPGA的优势，其现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命，而这种能力可以用来进行系统升级或除错。二、板卡描述：EXCD-1是一款易于使用的开发板，它能够实现大量基于FPGA的数字系统。开发板采用XilinxSpartan3EFPGA器件，板上资源丰富，有2Mbytes的Flash和1Mbytes的快速SRAM，以及各种输入输出设备，可以方便的设计具有各种功能的数字系统，也可

3、设计含有XilinxMicroBlaze软核的嵌入式处理器系统。EXCD-1开发板有5个扩展接口，可灵活的扩展各种功能模块，如数模转换模块，模数转换模块，LCD显示模块等。外设列表版载外设扩展外设LED显示灯8个LCD液晶模块1个拨动开关8个A/D模块1个低电平有效按钮8个D/A模块1个VGA端口1个温度模块1个PS2端口1个旋钮编码器模块1个RS232接口1个EEPROM1个4位七段数码管1个红外收发模块1个直流电机模块1个注：扩展外设是通过4个具备8个IO信号的12脚扩展I/O接口，分别为J5-EXPORT1、J6-EXPORT2、J7-EXPORT3、J10-EXPORT5，

4、每个接口1-8号管脚与FPGA的IO引脚相连，另外四个管脚分别为DC+3.3V（VCC33D）与GND。其中J5-EXPORT1受控于8位DIP开关JP2，J10-EXPORT5受控于8位DIP开关JP1。三、培训资料（1）高教社提供：EXCD-1板卡和光碟2张（2）XILINX提供：EDK例程1个（基于HEP板的VGA游戏）和相关技术资料四、参考设计传感器RS232A/D键盘FSLVGAMicroblaze七段译码器.......LCD我们建议使用XPS（XilinxPlatformStudio）工具搭建基于XILINX-FPGA的SOC总线结构。如下图所示：PLB在本参考设计中

5、只包含mircoblaze通过FSL总线驱动VGA,在屏幕上显示一些基本元件.RS232用作创建的最小系统的检测。(结构见图中天蓝颜色部分).本参考设计的硬件实物参照图如下:基于FPGA的乒乓球游戏参考设计详细流程目录Abstract1．建立一个最小系统1.1打开XPS创建系统1.2生成测试文件2．添加VGA/FSL外围设备2.1创建VGA的P核2.2安装VGA的模板核2.3重新导入VGA的模板核2.4连接VGA核到内核2.5连接VGA核到外部引脚2.6VGA核的约束2.7实践3．用C编制游戏程序3.1添加软件工程3.2设置1．创建最小系统1.1打开XPS并创建一个系统1.2生成测

6、试文档.建立好工程后.点菜单DeviceConfiguration选UpdateBitstream,生成一个最终的bit文件.将HEP板子与下载器连接好,下载器连接电脑并安装驱动,将HEP板子的232口和电脑的232口连接.然后在设置超级终端.方法是”开始”->所有程序->附件->通讯->超级终端,将属性设置成115200/8/无/1/无.设置完成后,将bit文件下载到HEP板卡上.在超级终端上你可以看到说明板卡一切正常.可以完成接下来的项目了.2．添加VGAFSL外围设备2.1建立VGA的P核在HARDWARE目录下，选择CREATEORIMPORTPERIPHERAL，然后按照

7、以下步骤完成向导注意：CPU需要配置4道32位外围通道，因为在我们这个例程中要用到2个动态项目（一对32位的X和Y数据）FSL的外围配置已经完成了，接下来就是VGA模块。2.2安装VGA的模板核拷贝我们给出的VHDL文件到你的工程目录下的pcoresvga_v1_00_ahdlvhdl目录。路径必须正确，在那个文件夹下会有一个VGA.vhd文件。最好花点时间把你拷贝的文件看懂。VGA.vhd文件是FSL总线的封装文件，它的作用是读取4个数据（2对XY）然后发送