汽车尾灯电路的FPGA实现.docVIP

第1章 绪论 1.1 课题背景 随着科技时代的进一步发展，人们的生活也在飞速改变，各种家用电器和设备正以极快的速度进入寻常百姓家。汽车作为一种很重要的生活工具也没有例外地深入到人们生活的方方面面。 人们正以极大的热情努力的工作并享受由此而带来的种种便利，汽车作为高消费的生活和生产资料，在满足了人们的出行方便的同时，人们更加注重汽车本身的舒适性、可控性、便捷性和安全性。而作为汽车行车很重要的一部分——车灯控制方式很是重要。而作为汽车控制的各种操作，几乎都反映在灯的明亮和熄灭上，也是可以起到警告的作用。而作为尾灯，它有着很大的作用，无论是行车之中还是车辆在驻留的时候，都是必须有各种不同的反映的，于是，汽车尾灯的设计是很重要的。而基于传统的机械和纯电路的控制方式，由于它完全取决于尾灯系统所采用的硬件来保证它的正常工作，而一旦电路老化或者因为机械振动而引起的接触问题以及机械元件变形而不能及时触发电路电源开关，这类问题是经常发生，而除了选用更好的硬件系统元件几乎没有别的可靠的方法来进行避免这类故障的发生，于是，选用智能型的元件来进行系统的设计，增加系统的稳定性和可控制性是非常必须的。而随着EDA技术的日益成熟，有电路自动控制车尾灯的方式是可行的。基于EDA系统的电路控制方式是可靠的和可以预测的控制方式，其安全性很高，属于智能控制的范畴。于是，在汽车上实行这种车灯控制方式是一种变化和进步，增加了汽车行车安全性，降低了汽车的故障率。1.2 研究的目的及意义 目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握EDA技术和系统知识，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 另一方面也可以是我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 通过设计，一方面可以加深我们对理论知识的理解，另一方面也可以提高我们考 虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。 基于本课题的研究具有极大的实用性和可操作性，在实际的应用中有广泛的意义，用于汽车车灯控制系统的电路，可以极大地提高汽车的安全性和驾驶的舒适性，降低了车的故障率和危险发生的概率。具有实际的应用价值，故研究本课题。 1.3 EDA.3.1 EDA的发展历程 随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA（Electronic Design Automation）应运而生，它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。EDA技术以计算机为工具，代替人完成数字系统的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作。设计者只需要完成对系统功能的描述，然后就可以由计算机来处理这些描述，得到设计结果，修改设计也很方便。利用EDA工具进行设计，可以极大的提高设计效率。EDA技术的发展经历了一个由浅到深的过程。 20世纪70年代，随着中小规模集成电路的开发与应用，传统的手工制图设计电路板和集成电路的方法已经无法满足设计精度和效率的要求，因此人们开始进行二维平面图形的计算机辅助设计，以便解脱繁杂、机械的版图设计工作，这就是第一代的EDA工具。 到了20世纪80 年代，为了适应电子产品在规模和制作上的要求，出现了以计算机仿真和自动布线为核心技术的第二代EDA 技术，其特点是以软件工具为核心，通过这些软件完成产品开发的设计、分析、仿真、测试等各项工作。 20世纪90 年代后，随着EDA技术继续发展，出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的第三代EDA技术，通常也称为ESDA（Electronic System Design Automation）阶段。在这个阶段，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解放出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。 .3.2 EDA技术的概念 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，.3.3 EDA的应用 图.1 EDA技术应用范围 EDA技术应用范围见图.1。当代的EDA技术应用于电子设计的方方面面。从一个角度来看，EDA技术可粗略分为系统级、电路级和物理实现级三个层次的辅助设计过程；从另一个角度来看，EDA技术应包括电子设计的各个领域：从低频电路到高频电路、从线形电路到非线形电路、从模拟电路到数字电路、从分立元件电路到集成电路的全部设计过程。具体来