开题报告崔方伟

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1、毕业论文（设计）开题报告论文题目：交通灯系统的VHDL设计系部名称：信息工程系专业班级：自动082班学生姓名：史星星学号：200880874213指导教师：王新强教师职称：讲师2012年02月15日毕业论文（设计）开题报告一、结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写3000字左右的文献综述：本课题研究的主要目的是：采用EDA技术设计一个交通灯控制器。目前，全球的机动车在以超高的速度增长，世界上的交通事故频发，有很大一部分原因就是因为交通灯出现故障，错误的工作导致许多的交通事故。因此，研究一个稳定交通灯系统的设计方法具有重要的理论和

2、现实意义。交通灯控制器设计是数字电路中的经典问题,传统的设计方法是基于中，小规模集成电路进行的,采用的电路元件多,接线复杂,故障率高,可靠性低,修改电路的功能需要硬件电路的支持。随着电子设计自动化(EDA）技术的进展，基于可编程ASIC器件的数字电子系统设计的完整方案越来越受到人们的重视，并且以EDA技术为核心的能在可编程ASIC器件上进行系统芯片集成的新设计方法，也正在快速地取代基于PCB板的传统设计方式。采用EDA技术的自顶向下的模块化设计方法，借助相关开发软件，例如QUALTUS软件，将硬件描述语言——VHDL程序固化于具有丰富I／O口、内部逻

3、辑和连线资源的FPGA(现场可编程门阵列)中。该技术具有系统设计效率高、集成度好、保密性强、易于修改、易于实现等优点，成为当今数字系统设计主流技术。此方式所制作的LED点阵控制器，由于是纯硬件行为，具有速度快、可靠性高、抗干扰能力强、开发周期短等显著优点。。当今社会，VHDL语言承担起大部分的数字设计任务，VHDL语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，所以用VHDL语言作为硬件模型建模很适合。设计者的原始描述是非常简练的硬件描述，经过EDA工具综合处理，最终生产付诸生产的电路描述或版图参数描述的工艺文件。整个过程通过EDA工具自动完成，大大减轻了设计

4、人员的工作强度，提高了设计质量，减少了出错的机会。VHDL语言可读性好。VHDL技能被人容易读懂又能被计算机识别，作为技术人员编写的源文件，即使计算机程序、技术文档和技术人员硬件信息交流文件，又是签约双方的合同文件。VHDL语言中设计实体（DesignEntity）、程序包（Package）、设计库（Library）,为设计人员重复利用别人的设计提供了技术手段。重复利用他人的IP模块和软核（SoftCore）是VHDL的特色，许多设计不必个个都从头再来，只要在更高层次上把IP模块利用起来，就能达到事半功倍的效果。VHDL本身的生命期长。因为VHDL的

5、硬件描述与工艺技术无关，不会因为工艺变化而使描述过时。而与工艺技术有关的参数可通过VHDL提供的属性加以描述，当生产工艺改变时，只需修改相应程序中的属性参数即可。FPGA工作原理FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（LogicCellArray）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（ConfigurableLogicBlock）、输出输入模块IOB（InputOutputBlock）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA的基本特点1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。2）FPGA可做其它全定制或

6、半定制ASIC电路的中试样片。3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。4）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。5)FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前FPGA的品种很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，F

7、PGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。FPGA有多种配置模式：并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式；主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA；串行模式可以采用串行PROM编程FPGA；外设模式可

8、以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。基于VHDL综合的FPGA设计流程一般来说，完整的FPG