基于fpga的简单运算器_课程设计.docx

洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告 课程名称 脉冲与数字电路 设计题目 简单运算器 专 业 通信工程 班 级 B1005000 学 号 B 姓 名 LLL 完成日期 2012 年 6 月 7 日 课 程 设 计 任 务 书 设计题目： 基于 FPGA 的简单运算器 设计内容与要求： 设计能够进行基本的+、-、/、*运算的简单运算器，并且下载验证成功 指导教师： XXX 2012 年 6 月 7 日 课 程 设 计 评 语 成绩： 指导教师： 年 月 日 洛 阳 理 工 学 院课 程 设 计 报 告 洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告 PAGE PAGE 1 摘要 本设计是一个运算器，由按键输入模块、控制信号产生模块、修正结果模块和显示模块四个模块外加逻辑运算部分总成。能够对数据进行各种运算，包括两个数的加减、与和异或。该运算器用Quartus II 仿真软件设计，并测试功能正常，下载验 证成功。 关键词 ：运算器 按键输入模块示模块 运算器模块  控制信号模块 修正结果模块 显 目录 摘要 1 前言 4 第一章 系统原理 7 1.1 编码原理 7 第二章 系统工作过程 8 按键输入模块 8 工作原理 8 仿真分析 10 控制信号产生模块 11 工作原理 11 仿真分析 13 修正结果模块 13 工作原理 13 仿真分析 16 显示模块 16 工作原理 16 运算器模块 18 工作原理 18 第三章 下载验证 20 各模块封装 20 KEY 20 3.1.2CP3 20 XZJG 21 XIANSHI 21 3.1.5ysq. 21 引脚锁定设置 22 配置文件下载 23 硬件测试 23 结论 24 参考文献 25 洛 阳 理 工 学 院课 程 设 计 报 告 洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告 前言 世界上第一片 FPGA 由美国 Xilinx 公司于 1985 年率先推出。进入 21 世纪之后，以 FPGA 为核心的单片系统（SOC）和可编程系统（SOPC）有了显著的发展，单片FPGA 的集成规模已达到几百万门，其工作速度已超过 300MHz。FPGA 在结构上已经实现了复杂系统所需要的主要功能，并将多种功能集成在一片 FPGA 器件中，如嵌入式存储器、嵌入式乘法器、嵌入式处理器、高速 I/O 缓冲器、外置存储器接口和实现数字信号处理的DSP 等功能。 随着 FPGA 性能的不断完善，FPGA 器件的种类日益丰富，受到世界范围内电子设计人员的普遍欢迎，并占据了较大的市场，其生产厂家也由原来的Xilinx 公司一家增加到 Altera、Actel、lattice 等十几家公司。 Altera 公司的主要产品有：属于 FPGA 的 FLEX、ACEX、APEX、Mercury、Excalibur、Stratix 和 Cyclone 等系列；属于 CPLD 的 MAX 和 Classic 系列。开发工具有，被普遍认为是最优秀PLD 开发平台之一的MAX+Plus II 和支持APEX、Mercury、Excalibur、Stratix 和Cyclone 系列器件的 Quartus II 开发软件。 Cyclone 系列器件是 Altera 公司推出的低价位 FPGA 产品，是 Stratix 系列的简化版，分为 Cyclone I 和 Cyclone II 两个系列。Cyclone I 系列产品为基于 1.5V、采用 0.13um 全铜 SRAM 工艺的低成本 FPGA。Cyclone II 系列产品基于 1.2V，采用0.09um 全铜 CMOS 工艺，SRAM 编程技术，其成本更低、容量更高、速度更快。它和高性能的Stratix II 系列的 FPGA 是目前Altera 公司主流产品。 我的运算器主要是用 VHDL 语言编写，以 CycloneⅡ器件为依托，并下载到 Altera 仿真工具箱 CycloneⅡ-EP2C5T144C8 验证功能成功，能够初步完成运算器的雏形。 随着大规模集成电路技术和计算机技术的高速发展，在涉及通信、国防、工业自动化、计算机设计与应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，FPGA 技术的含量正以惊人的速度提升。电子类的新技术项目的开发也更多地依赖于FPGA 技术的应用，特别是随着HDL 等硬件描述语言综合功能和性能的提高，计算机中许多重要的元件（包括CPU）都用硬件描述语言来设计和表达，许多微机CPU、硬核嵌入式系统（如ARM、MIPS）、软核嵌入式系统 （如 NiosII）、大型 CPU，乃至整个计算机系统都用 FPGA 来实现