数字逻辑课程设计---基于fpga的简单运算器

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1、洛阳理工学院课程设计报告课程名称脉冲与数字电路设计题目简单运算器专业通信工程班级学号姓名完成日期2012年06月12日35数字逻辑课程设计报告35课程设计任务书设计题目：基于FPGA的简单运算器设计内容：运用可编程软件设计一个简单的运算器，首先设计原理图，并用Quartusii完成原理图绘制，或编写VHDL程序，调试电路或程序，下载到实验箱设计要求：该运算器能完成-7到+7的简单的加、减、与、异或四种运算功能，并且可以对溢出的结果进行修正。指导教师：2012年06月04日课程设计评语：成绩指导教师：________

2、_______年月日35数字逻辑课程设计报告35运算器摘要设计一个简单运算器。由顶层电路、运算器、按键输入、控制信号产生、修正结果、显示等模块构成。用QuartusII绘制原理图或编写VHDL程序，然后封装画出电路图，该简单运算器可以实现加、减法算数运算和与、异或逻辑运算，且该运算器设计完之后经过了QuartusII软件和FPGA实验板的下载验证。关键词:运算器，QuartusII，VHDL程序35数字逻辑课程设计报告35数字逻辑课程设计报告目录第一章系统原理81.1系统功能81.2系统原理图91.3电路设计原理9

3、第二章系统组成102.1按键模块102.1.1按键模块VHDL程序102.1.2按键模块仿真波形142.1.3按键模块电路封装图152.1.4按键模块功能152.2控制信号产生模块152.2.1控制模块VHDL程序152.2.2控制模块仿真波形182.2.3控制模块电路封装图182.2.4控制模块功能192.3修正模块192.3.1修正模块VHDL程序192.3.2修正模块仿真波形232.3.3修正模块电路封装图232.3.4修正模块功能242.4显示模块242.4.1显示模块VHDL程序242.4.2显示模块电路

4、封装图272.4.3显示模块功能282.5运算器模块282.5.1运算器模块功能282.5.2运算器模块电路图28第三章定制选择器293.1定制选择器293.2用VHDL符号图画运算器顶层电路图31第四章　下载验证及调试334.1器件选择及引脚设置334.2配置文件下载34结论35参考文献3635数字逻辑课程设计报告前言随着FPGA性能的不断完善，FPGA器件的种类日益丰富，受到世界范围内电子设计人员的普遍欢迎，并占据了较大的市场，其生产厂家也由原来的Xilinx公司一家增加到Altera、Actel、lattic

5、e等十几家公司。Altera公司的主要产品有：属于FPGA的FLEX、ACEX、APEX、Mercury、Excalibur、Stratix和Cyclone等系列；属于CPLD的MAX和Classic系列。开发工具有，被普遍认为是最优秀PLD开发平台之一的MAX+PlusII和支持APEX、Mercury、Excalibur、Stratix和Cyclone系列器件的QuartusII开发软件。Cyclone系列器件是Altera公司推出的低价位FPGA产品，是Stratix系列的简化版，分为CycloneI和Cyc

6、loneII两个系列。CycloneI系列产品为基于1.5V、采用0.13um全铜SRAM工艺的低成本FPGA。CycloneII系列产品基于1.2V，采用0.09um全铜CMOS工艺，SRAM编程技术，其成本更低、容量更高、速度更快。它和高性能的StratixII系列的FPGA是目前Altera公司主流产品。我的简单运算器主要是用VHDL语言编写，以Cyclone器件为依托，并下载到Altera仿真工具箱Cyclone-EP1C6Q240C8验证功能成功，能够初步完成简单运算器的雏形。随着大规模集成电路技术和计算

7、机技术的高速发展，在涉及通信、国防、工业自动化、计算机设计与应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，FPGA技术的含量正以惊人的速度提升。电子类的新技术项目的开发也更多地依赖于FPGA技术的应用，特别是随着HDL等硬件描述语言综合功能和性能的提高，计算机中许多重要的元件（包括CPU）都用硬件描述语言来设计和表达，许多微机CPU、硬核嵌入式系统（如ARM、MIPS）、软核嵌入式系统（如NiosII）、大型CPU，乃至整个计算机系统都用FPGA来实现，即所谓的单片系统SOC或SOPC(SystemOnaChip、Sy

8、stemOnaProgrammerableChip)。计算机和CPU的设计技术及其实现途径进入了一个全新的时代！不但如此，传统的CPU结构模式，如冯诺依曼结构和哈佛结构正在接受巨大的挑战。例如美国WincomSystems公司推出一款令人惊叹的服务器，其核心部分是35数字逻辑课程设计报告由FPGA完成的超强功能CPU。该系统工作能力超过50台DELL或IBM