基于VHDL语言的交通灯控制器的设计开题报告.pptVIP

LOGO 基于VHDL语言的交通灯控制器设计 开题报告人：指导教师：班级：2011级电气专接本学号：20112013年3月17日 Company Logo 综述 传统的交通灯控制器多数由单片机或PLC实现，即根据事先给定时间进行通道的通禁控制。但由于如今车辆的迅速增多，给城市交通增加了严重的负担，而交通灯在其中正扮演着越来越重要的角色。因此，要求寻找一种可以随时针对通道上车辆的密集度来控制和调节通道的通禁时间，以期达到自动控制的目的，从而减少不合理的堵车现象的发生。在EDA工具软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，以FPGA（现场可编程门阵列）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）、EPLD（可擦除可编程逻辑器件）等作为系统中硬件的载体,可以解决这个问题。 Company Logo 主要研究内容 本文介绍的是运用VHDL语言（超高速集成电路硬件描述语言）编写程序，在EDA（电子设计自动化）软件平台上设计交通灯控制器，降低了数字系统的设计难度,这在电子设计领域已得到设计者的广泛采用。 本设计就是针对交通信号灯控制器的设计问题，提出了基于VHDL语言的交通信号灯系统的硬件实现方法。 1 VHDL语言及其相关知识。 2 基于VHDL语言的交通灯控制器的设计文件。 3 Company Logo VHDL语言 VHDL 的英文全名是 Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，诞生于 1982 年。1987 年底，VHDL被 IEEE 和美国国防部确认为标准硬件描述语言 VHDL 语言功能强大，设计方式多样 VHDL 语言具有强大的硬件描述能力 VHDL 语言具有很强的移植能力 VHDL 语言的设计描述与器件无关 VHDL 语言程序易于共享和复用 VHDL语言 简介 Company Logo EDA软件 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation） 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VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。 Company Logo 目标芯片 FPGA CPLD 即复杂可编程逻辑器件，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路，借助于集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过“在系统”编程，将代码传送到CPLD芯片中，实现设计的数字系统。 即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。是现代 IC 设计验证的技术主流。 Company Logo CPLD与FPGA 比较 ＣＰＬＤ更适合完成各种算法和组合逻辑,ＦＰ ＧＡ更适合于完成时序逻辑。 在编程上ＦＰＧＡ比ＣＰＬＤ具有更大的灵活性。 ＦＰＧＡ的集成度比ＣＰＬＤ高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。 一般情况下,ＣＰＬＤ的功耗要比ＦＰＧＡ大,且集成度越高越明显。 鉴于以上比较采用FPGA芯片。 Company Logo 开题依据 2 1 3 4 Company Logo 开题依据 4 意义、应用价值： 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。 2 研究现状： 交通灯控制器设计是数字电路中的经典问题, VHDL 可以对数字系统进行抽象的行为与功能描述，给设计带来了很大的方便。 3 研究方法： 文献研究法 实验研究法 1 提出问题： 传统的交通灯控制器多数由单片机或PLC实现，即根据事先给定时间进行通道的通禁控制。用硬件描述语言VHDL完成设计,可以达到自动控制的目的。 Company Logo 设计过程 VHDL 程序设计完成后，必须利用EDA 软件中的综合器、适配器、编程器等工具进行相应的处理和下载，才能使此项设计在FPGA 上完成硬件实现并能进行硬件测试。 简言之，先是功能设计，再是语言描述，然后是逻辑综合，最后下载到硬件电路。 Company Logo 可行性分析 1 2 3 4 5 Company Logo 分析如下： 4 已有条件： 已掌握单片机和PLC基本原理，正在学习VHDL语言以及相关知识。 1 3 2 5 研究的问题： 运用VHDL语言完成交通灯控制器的设计。 研究方法： （1）文献研究，查阅现有文献资