基于FPGA的键盘输入累计存储IP核的设计与验证.pdf

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1、第25卷第3期机电产品开崖与剀新V01．2．5．No．31111垩!旦里竺=!竺竺坐苎望竺竺!!!竺竺!生!!苎!!竺竺型!!：垫竺!!型：：!!!!文章蛔号：1002-6673(2012)03埘5-03基于FPGA的键盘输入累计存储IP核的设计与验证张跃，储江伟，韩冰源(东北林业大学交通学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：基于FPGA设计了一款通用键盘rP棱，该核主要实现对键盘输入信号的计算与存储功能．并在qmrmslI环境下使用VHDL语言。采用自顶向下设计方式，编辑生成KTL原理图．并做了相关的时序仿真验证。经验证此IP核具有较强

2、的鲁棒性和较高的反应速度，可作为基础输入模块。为其他模块提供有力控制输入与数据支持。关键词：FPGA；QuarhlSII；vHDL；时序仿真验证中图分类号：F294：U115文献标识码：Adoi：10．39690．issn．1002-6673．2012．03．036TheImplementationandVerificationofKeyboardInput锄dAccumulationStorageofIPCoreBasedOilFPGAZHANGYue，CtlUJiang-Wei，HANBing-Yuan(TransportationC

3、ollege，NortheastForem'yUniversity，HarbinHeilon商iang150040，China)Abstraet：AunivemlkeyboⅡdIPCOrChasbe∞devmdbascdonFPGAWhich眦inbdealswitlltherealizationofc=lculationandstorageofthekeyboard—input甄g弘a1．Meanwhilet_henewdeviceemploysVHDLhngu3窖eintheenvironmentofQuaftusII．Adoptst

4、op—downdesignmed_lod,editsandgeneratesRTLschematicdi4舢and黯the㈣timeproducesrelatedsequentialsimulationvalidation．TheexperimentshowstheIPCOrehasstrongrobusmessandhi咖responsespeed。c姐beused∞thepramtyinputmodulewhichcnprovidetheothermoduleswithpowerfulcontroliI】putanddatasuppo

5、rt．Keywords：FPGA；Qln咖sII；VHDL；sequentialsimuladonvalidation0引言FPCA(Field—ProgrammableGateArray)，即现场可编程门阵列．采用片上集成的方式替代传统单片机的离散式设计．有效提高处理速度与抗干扰能力。并且给予工程师极高的设计空间。较ASIC流片验证的方法。明显的缩短了设计周期和研发费用。作为组成FPGA的SOC(SystemonChip)的基本单位——IP核，一般采用硬件语言(如VHDL。Verilog。AHDL等)编辑．通过EDA工具进行整合与电路生

6、成。经过时序仿真验证后，就可以进行封装。IP核能够重复使用，有效提高设计效率与SOC的稳定性。传统实现按键输入的方法有三种：①使用并行口扩展芯片和驱动芯片．由CPU负责控制。这种方法频繁的占用CPU．且PCB布板需考虑专用芯片布置，成牧稿日期：2012—03■19作者简介：张跃(1986-)．男，哈尔滨人。硕士研究生。研究方向：栽运工具与运用工程；通讯作毒：储江伟(1962-)，男，博士。教授，博士生导师。研究方向：汽车材_蚌拆解。已发表论文十八篇(东北林业大学研究生科技创新基金责助)。本增加；②使用专用的芯片，但同样增加了成本；③使用C

7、PU的SCI端口和穿行输入，并行输出芯片。此方法较好的解决了CPU资源浪费的弊端．并因未使用专用芯片而减少了PcB板的面积和设计难度，是常用的办法之一。但传统的按键设计只适用于简单的按键输入，对于数据的处理等仍需依靠CPU。1IP核总体设计与实现本实验硬件平台采用cycloneEPlCl2Q24C8。本IP核设计完全独立于运算系统。将外界键盘控制信号转化为数字系统中的数字信号，并对这些数字信号进行处理保存，使用独立RAM保存，这些数据可直接作为CPU的输人数据。系统设计框图如图1所示。本IP核设计流程采用自璜向下设计方式．图2为系统总体设

8、计图。IP核使用同步时序电路设计．并分为7个子模块：Cal模块(累计计算模块)、Chram模块(位选与存储模块)、P,．stkey模块(1lst键消抖模块)、Add—key模块(Add键消抖模