FPGA 也有其本身的局限性, 首先就是器件规模的限制,其次就是单元延迟比较大[2]。 所以, 在设计人员选定某一个 FPGA 器件之后, 要求设计人员对器件的构造、功能进行深 入的了解, 在体系结构设计中, 就要考虑到器件本身的结构及性能, 尽可能让设计的结构 满足本身的要求。  这样就增加了设计的难度[2]。

摆脱对 FPGA 结构的具体了解, 设计人员就不能够优化设计。因此设计人员必需了解

FPGA 器件的特性和限制,  熟习 FPGA 的结构。来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

在理解 FPGA 结构特点的基础上, 就可以利用 VHDL 语言描写出高效的电路形容实 现功能优化的电路。

2 系统设计

2。1 系统设计框图

图 1 系统设计框图

本设计的工作原理为：pc 主机将程序通过 JTAC 接口下载到芯片，用时钟模块将 50MHz 的信号进行分频，然后利用控制模块将存储的文字信息送到点阵屏，最后点阵屏显示我们 所要的汉字。

2。2 扫描控制模块

2。2。1 LED 的点阵显示原理

16×16 扫描 LED 点阵的工作原理同 8 位扫描数码管相似。它有 16 个共阴极输出的端 口,每个共阴极对应有 16 个 LED 显示灯，所以其扫描译码地址需 4 位信号线（SEL0-SEL3）， 其汉字扫描码由 16 位段地址（0-15）进行输入。 通过时钟的每行的扫描显示完整的汉字。

图 2LED 灯信号

2。2。2 LED 点阵的显示方式

图 3LED 等效电路

点阵 LED 一般采用扫描式显示，实际应用分为三种方法：

（1）点扫描

（2）行扫描

（3）列扫描

若应用第一种方式，其扫描频率必须大于 16×64=1024Hz，周期小于 1ms 即可。若使 用第二和第三种方法，则频率必须大于 16×8=128Hz，周期小于 7。8ms 即可达到视觉暂留要 求。此外一次驱动一列或一行时需外加驱动电路增加电流，不然 LED 亮度会不足。论文网

2。3 LED 点阵汉字的存储

用动态分时扫描技术使 LED 点阵模块显示图像，要进行两步工作。第一步是取得数据 并保存，即在存储器中创建汉字数据库。第二步是在扫描的模块的控制下，配合行扫描的 顺序正确地输出这些数据。取得字数据的相应步骤是，先将要显示的每一个字合理分布在 如图 3 所示的被分成 16×16 一共 256 个小方格的框中，然后在有笔划的下落处的小方格里 填上“1”，无笔划下落处的地方填上“0”，这样就形成了和这个汉字所对应的二进制的数据 在这个矩形框上的分布，最后将此分布的关系以 32×16 的数据结构组合成 64 个字节的数 据，并存储到只读存储器 ROM 中[4]。

图 4 16×16LED 点阵模块

3 软件设计

3。1 时钟分频模块

通过对每一行的扫描来完成对汉字的显示，只需要扫描的频率足够快，就能给人以视 觉上连续的感觉。因此要控制扫描的频率，不可以太低，否则，就会造成视觉上的不连续， 本设计的扫描频率不得低于 50Hz。

图 5 时钟分频模块文献综述

图为时钟分频模块，对晶振产生的 50MHz 频率进行分频，1Hz 主要是用于扫描，让人 眼看到的字不闪烁，1kHz 主要是用于点阵分频，100kHz 用于控制字模块的驱动。

3。2