毕业论文：基于FPGA的乒乓球游戏参考设计（终稿）.doc

基于XILINX-FPGA的乒乓球游戏参考设计 一、背景： Xilinx 大学计划一直致力于为工程课程提供新一代软件和硬件设计流程。全球所使用 Xilinx 系统进行教学和研究的大学。自 1985 年成立之初，Xilinx 就一直与大学保持着密切联系通过XUP计划，学术机构可以获取第三方供应商提供的必威体育精装版开发工具和开发板。利用必威体育精装版的 FPGA 技术教育和研究实验室与世界保持同步FPGA（Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列）是在PAL、GAL、PLD 等器件的基础上进一步发展的产物，是专用集成电路（ASIC）中集成度最高的一种。FPGA可以用VHDL或verilogHDL来编程，灵活性强，由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出FPGA的优势，其现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命，而这种能力可以用来进行系统升级或除错。 外设列表 版载外设 扩展外设 LED显示灯 8个 LCD液晶模块 1个 拨动开关 8个 A/D模块 1个 低电平有效按钮 8个 D/A模块 1个 VGA端口 1个 温度模块 1个 PS2端口 1个 旋钮编码器模块 1个 RS232接口 1个 EEPROM 1个 4位七段数码管 1个 红外收发模块 1个 直流电机模块 1个 注：扩展外设是通过4个具备8 个IO 信号的12 脚扩展I/O 接口，分别为J5-EXPORT1、J6-EXPORT2、J7-EXPORT3、J10-EXPORT5，每个接口1-8 号管脚与FPGA 的IO 引脚相连，另外四个管脚分别为DC +3.3V（VCC33D）与GND。其中J5-EXPORT1 受控于8 位DIP 开关JP2，J10-EXPORT5 受控于8 位DIP 开关JP1。 三、培训资料（1）高教社提供：EXCD-1板卡和光碟2张（2）XILINX提供：EDK例程 1个（基于HEP板的VGA游戏）和相关技术资料 四、参考设计 我们建议使用XPS（Xilinx Platform Studio）工具搭建基于XILINX-FPGA的SOC总线结构。如下图所示： 在本参考设计中只包含mircoblaze通过FSL总线驱动VGA,在屏幕上显示一些基本元件.RS232用作创建的最小系统的检测。(结构见图中天蓝颜色部分). 本参考设计的硬件实物参照图如下: 基于FPGA的乒乓球游戏参考设计详细流程 目 录 Abstract 1．建立一个最小系统1.1 打开XPS创建系统1.2 生成测试文件 2．添加VGA/FSL外围设备 2.1 创建VGA的P核 2.2 安装VGA的模板核 2.3 重新导入VGA的模板核 2.4 连接VGA核到内核 2.5 连接VGA核到外部引脚 2.6 VGA核的约束 2.7 实践 3．用C编制游戏程序 3.1 添加软件工程 3.2 设置 1．创建最小系统 1.1 打开XPS并创建一个系统 1.2 生成测试文档. 建立好工程后.点菜单Device Configuration选Update Bitstream,生成一个最终的bit文件. 将HEP板子与下载器连接好,下载器连接电脑并安装驱动,将HEP板子的232口和电脑的232口连接.然后在设置超级终端.方法是”开始”-所有程序-附件-通讯-超级终端,将属性设置成 115200/8/无/1/无. 设置完成后,将bit文件下载到HEP板卡上.在超级终端上你可以看到 说明板卡一切正常.可以完成接下来的项目了. 2．添加VGA FSL外围设备 2.1 建立VGA的P核 在HARDWARE目录下，选择CREATE OR IMPORT PERIPHERAL，然后按照以下步骤完成向导 注意：CPU需要配置4道32位外围通道，因为在我们这个例程中要用到2个动态项目（一对32位的X和Y数据） FSL的外围配置已经完成了，接下来就是VGA模块。 2.2 安装VGA的模板核 拷贝我们给出的VHDL文件到你的工程目录下的\pcores\vga_v1_00_a\hdl\vhdl目录。路径必须正确，在那个文件夹下会有一个VGA.vhd文件。最好花点时间把你拷贝的文件看懂。 VGA.vhd文件是FSL总线的封装文件，它的作用是读取4个数据（2对XY）然后发送到外部显示编码器。 VGA_TOP.VHD是显示编码器单元。其中包含了2个元件：VGA_SYNC.VHD 和 VGA_BUFFER.VHD. 2.3重新导入VGA的模板核 用CREATE OR IMPORT PERIPHERAL…选项重新将定义好的VGA FSL导入XPS 这里选‘是’ vga.vhd必须作为第一个文件，否则你会出现错误提示。 2.4 连