汽车类专业论文解读.doc

摘 要 主要介绍了基于可编程逻辑器件的汽车尾灯控制器的设计方法与实现过程。QUARTUSII平台,采用硬件描述语言VHDL摘 要 II 目 录 III 第1章 绪 论 1 1.1 尾灯的国内外发展现状 1 第2章 简介 7 2.1 EDA技术 7 2.1.1 EDA技术的概念 7 2.1.2 EDA技术的特点 7 2.1.3 EDA设计流程 7 2.2 硬件描述语言（VHDL） 8 2.2.1 VHDL简介 8 2.2.2 VHDL语言的特点 8 第3章 设计实现 10 3.1 汽车尾灯控制器总体结构图 10 3.2 时钟分频模块 10 3.3 汽车尾灯主控模块 11 第4章 系统仿真 14 4.1 分频模块仿真及分析 14 4.2 汽车尾灯主控模块仿真及分析 14 4.3 汽车尾灯控制器总体电路的仿真及分析 15 4.4硬件验证 15 参考文献 19 第1章 绪 论 1.1 尾灯的发展现状 在汽车领域中，汽车不仅仅是主要的代步工具之一，同时也是时尚和潮流的最好的体现。汽车尾灯是汽车的语言。更加灵敏的灯光信号可以更好的被人“读懂”，更有效地对其他车辆的司机起到提醒作用，及时采取相应的规避动作，从而让驾驶更安全。第2章 EDA、VHDL简介 2.1 EDA技术 2.1.1 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，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。 2.1.2 EDA技术的特点 利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：① 用软件的方式设计硬件；② 用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③ 设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④ 系统可现场编程，在线升级；⑤ 整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。 2.1.3 EDA设计流程 典型的EDA设计流程如下: 1）文本/原理图编辑与修改。首先利用EDA工具的文本或图形编辑器将设计者的设计意图用文本或图形方式表达出来。 2）编译。完成设计描述后即可通过编译器进行排错编译，变成特定的文本格式，为下一步的综合做准备。 3）综合。将软件设计与硬件的可实现性挂钩，是将软件转化为硬件电路的关键步骤。 4）行为仿真和功能仿真。利用产生的网表文件进行功能仿真，以便了解设计描述与设计意图的一致性。 5）适配。利用FPGA/CPLD布局布线适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，其中包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、布局布线。适配报告指明了芯片内资源的分配与利用、引脚锁定、设计的布尔方程描述情况。 6）功能仿真和时序仿真。 7）下载。如果以上的所有过程都没有发现问题，就可以将适配器产生的下载文件通过FPGA/CPLD下载电缆载入目标芯片中。 8）硬件仿真与测试。 2.2 硬件描述语言（VHDL） 2.2.1 VHDL简介 VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可是部分,及端口)和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL系统设计的基本点。 2.2.2 VHDL语言的特点 1）用VHDL代码而不是用原理图进行设计，意味着整个电路板的模型及性能可用计算机模拟进行验证。 2）VHDL元件的设计与工艺无关，与工艺独立，方便工艺转换。 3）VHDL支持各种设计方法，自顶向下、自底向上或者混合的都可以。 4）可以进行从系统级到逻辑级的描述，即混合描述。 5.VHDL区别于其他的HDL，已形成标准，其代码在不同的系统中可交换建模。 第3章 设计实现 基于可编程的汽车尾灯控制器由2个模块组成，分别为：时钟分频模块、汽车尾灯主控模块。以下介