[信息与通信]同步fifo的fpga设计及仿真

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1、abstract2电子科技大学成都学院UniversityofElectronicScienceandtechnologyChengduUniversity本科毕业设计（论文）同步FIFO的FPGA设计与仿真学院名称成都学院专业名称机械制造设计及其自动化学生姓名冯川学号2840840634指导教师钟耀霞二〇一二年六月2abstractIV同步FIFO的FPGA的设计及仿真摘要：为实现目标识别与跟踪的应用目的，在基于TMS320DM642的FIFO基础上拓展储存空间，提出一种FPGA实现SDRAM控制器的方法。分析所用SDRAM的

2、特点及工作原理，介绍FPGA中SDRAM控制器的组成及工作流程。给出应用中的SDRAM的时序图，FPGA采用模块化设计，增强SDRAM控制器的通用性，更方便满足实际需求。关键词：FIFO;SDRAM控制器；FPGA；实时跟踪VabstractIVDesignandSimulationofFIFOBasedonFPGAAbstract:Inordertoachievetheapplicationoftargetrecognitionandtracking,thememoryonthebasisofTMS320DM642FIFOis

3、expanded.SDRAMcontrolleroftheimplementationbasingontheFPGAisdesigned,Firstly,thecharacteristicsandprinciplesofSDRAMareanalyzed.ThencharacteristicsandprinciplesofSDRAMcontrollerandworkflowinFPGAareintroduced,TheapplicationintimeofSDRAMtiming,chartisgiven.Inordertomeet

4、theactualneedsmoreconvenientandenhancetheversatilityofSDRAMcontrollerFPGAusedmodulardesign Keywords:FIFO;SDRAMcontroller;FPGA;real-trackingVabstractV目录电子科技大学成都学院16第一章引言11.1选题背景11.2研究目标和意义11.3研究思路2第二章FIFO设计32.1FIFO系统设计52.2FIFO的实现及控制61.3亚稳态82.3.1什么是亚稳态82.3.2亚稳态发生原因82.3

5、.3亚稳态的危害82.3.4亚稳态的解决方法92.4．关于FIFO的一点的思考9第三章FPGA结构及工作原理113.1什么是FPGA113.1.1逻辑阵列113.1.2嵌入式阵列133.1.3快速通道133.14I/o单元与专用输入端口133.2FPGA基本结构图143.2.1查找表14IR143.2.2结构的FPGA逻辑实现原理153.2.3PGA查找表单元内部结构163.2.4基于LUT的FPGA逻辑单元（LE）内部结构163.3VHDL语言173.4QuartusII18第四章利用FPGA实现同步FIFO设置方法194.1

6、非对称同步FIFO设计难点194.2非对称同步FIFO设计204.3方案实现234.4FIFO类型254.5系统264.6FPGA设计27VabstractV4.7FPGA内部软FIFO的设计294.8FPGA内部软FIFO的仿真31总结33参考文献34致谢35译文36V第二章FIFO设计第一章引言1.1选题背景FIFO是一种常用于数据缓存的电路器件，可应用于包括高速数据采集、多处理器接口和通信中的高速缓冲等各种领域。在某数据采集和处理系统中，需要通过同步FIFO来连接8位A/D和16位数据总线的MCU，但是由于目前同步FIFO

7、器件的输入出数据总线宽度相等，不能满足这种应用，因此通常采用输入与输出数据总线宽度均为8位的同步FIFO作为它们之间的数据缓冲，并对MCU数据总线的高8位采用软件进行屏蔽，或是在同步FIFO外围增加数据锁存器及逻辑控制器件的方法解决。为了提高效率和降低系统设计的难度，本文采用VHDL描述语言，充分利用Xilinx公司SpartanIIFPGA的系统资源，设计实现了一种非对称同步FIFO(输入与输出数据总线宽度不一致的同步FIFO)，它不仅提供数据缓冲，而且能进行数据总线宽度的转换。FPGA技术自20世纪80年代中期出现到至今，已

8、经经历了20多年的发展，正得到越来越广泛的应用，它包括各个领域的数字系统，数字信号（DSP）系统的嵌入式系统都可能会用到FPGA器件。于此同时，FPGA也引起电子设计技术深刻变革，FPGA的可编程特性使设计者在应用现场，利用计算机上自动化设计软件完成数字系统产品