基于EDA序列检测器设计
摘要: 用VHDL语言在CPLD器件上实现了一种多路脉冲序列信号检测器，能够用七段数码管实时显示各路已检测出序列信号数目，电路各摸块用VHDL语言来描述。文章介绍了仿真信号的形成原理和电路设计方法，并给出了部分电路和仿真波形。整个多路脉冲序列信号检测器设计在一块CPLD芯片上，与其他方法设计的序列信号检测器相比，具有体积小、可靠性高、功牦低的特点。由于采用模块化的设计，对功能的修改和增加只要修改VHDL源程序，而不必更改硬件电路，从而实现数字系统硬件的软件化。
关键词：序列检测器 VHDL 状态机
为了适应电子 自动化时代的需要我们设计了一个基于EDA的序列检测器,目的是在突出EDA的优势下面让我们了解一下项目背景:电子设计的必由之路是数字化，这已成为共识。在数字化的道路上，我国的电子技术经历了一系列重大的变革。从应用小规模集成电路构成电路系统，到广泛地应用微控制器或单片机(MCU)，在电子系统设计上发生了具有里程碑意义的飞跃。电子产品正在以前所未有的速度进行着革新，主要表现在大规模可编程逻辑器件的广泛应用。特别在当前，半导体工艺水平已经达到深亚微米，芯片的集成高达到干兆位，时钟频率也在向干兆赫兹以上发展，数据传输位数达到每秒几十亿次，未来集成电路技术的发展趋势将是SOC(System 0h aCh5p)片上系统。从而实现可编程片上系统芯片CPU(复杂可编程逻辑器件)和5PGA(现场可编程门阵列)必将成为今后电子系统设计的一个发展方向。所以电子设计技术发展到今天，又将面临另一次更大意义的突破，FPGA在EDA(电子设计自动化)基础上的广泛应用。EDA技术的概念: EDA是电子设计自动化(E1echonics Des5p AM•toM60n)的缩写。由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异，所以目前尚无一个确切的定义。但从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化，逻辑布局布线、逻辑仿真。完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。EDA技术的应用:电子EDA技术发展迅猛，逐渐在教学、科研、产品设计与制造等各方面都发挥着巨大的作用。在教学方面：几乎所有理工科(特别是电子信息)类的高校都开设了EDA课程。主要是让学生了解EDA的基本原理和基本概念、VHDL描述系统逻辑的方法、使用NA工具进行电子电路课程的模拟仿真实验并在作毕业设计时从事简单电子系统的设计，为今后工作打下基础。具有代表性的是全国每两年举办一次大学生电子设计竞赛活动。在科研方面：主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真；利用虚拟仪器进行产品调试；将CPLD／FPGA器件的开发应用到仪器设备中。例如在CDMA无线通信系统中，所有移动手机和无线基站都工作在相同的频谱，为区别不同的呼叫，每个手机有一个唯一的码序列，CDMA基站必须能判别这些不同观点的码序列才能分辨出不同的传呼进程；这一判别是通过匹配滤波器的输出显示在输人数据流中探调到特定的码序列；FPGA能提供良好的滤波器设计，而且能完成DSP高级数据处理功能，因而FPGA在现代通信领域方面获得广泛应用。在产品设计与制造方面：从高性能的微处理器、数字信号处理器一直到彩电、音响和电子玩具电路等，EDA技术不单是应用于前期的计算机模拟仿真、产品调试，而且也在电子设备的研制与生产、电路板的焊接、朋比的制作过程等有重要作用。可以说电子EDA技术已经成为电子工业领域不可缺少的技术支持。 特别是EDA技术在我国尚未普及，掌握和普及这一全新的技术，将对我国电子技术的发展具有深远的意义。 所以说我选择这个课题是很有必要的.
VHDL 语言是随着集成电路系统化和高度集成化的发展而逐步发展起来的，是一种用于数字系统的设计和测试的硬件描述语言。相比传统的电路系统的设计方法，VHDL 具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下和基于库的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL 对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体CPLD 器件中去。本文提出的多路脉冲序列信号检测器电路采用CPLD 芯片，用硬件描述语言设计时控制关系，实现了多路序列信号检测，并可根据待测序列形式的不同进行编程修改。本设计已通过软件仿真，符合设计要求，并将程序下载到CPLD 芯片上，在电路板上进行调试，证明达到预期的要求。
毕业设计说明书目录
1 引言…………………………………………………………………………15
2 方案简介…………………………………………………………………………17
2．1方案一：……………………………………………………………………17
基于EDA有限状态计设计简介
2．2方案二：……………………………………………………………………19
基于数字电路设计简介
3 各方案设计和论证………………………………………………………………20
3.1方案一论证………………………………………………………………20
3.2 方案二论证 ……………………………………………………………24
3.3方案一、方案二的比较与选择…………………………………………29
4. 软件设计………………………………………………………………………30
4．1程序流程………………………………………………………………30
4．2程序……………………………………………………………………31
5．软硬件系统的调试……………………………………………………………32
6． 附录…………………………………………………………………………37
7．参考文献………………………………………………………………………39
参考文献
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