总的来说,小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择就是FPGA芯片。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来控制它的工作状态的,所以,工作时需要对片内的RAM进行编程。因为FPGA有不同的配置模式,所以用户可以根据自己的需要来选取不同的编程方式。
2。4 QuartusⅡ软件
EDA技术的设计和实验都是在Quartus Ⅱ的软件平台上完成的,Quartus Ⅱ是EDA设计的基础。它的应用方法和设计流程在EDA技术中具有典型性和一般性,因此我们在做抢答器的时候采用了Quartus Ⅱ软件,在此我们做一些简单的介绍。
Altera公司提供的FPGA/CPLD开发集成环境就是Quartus Ⅱ,Altera公司是世界上最大的可编程逻辑器件供应商之一。Quartus Ⅱ 在21世纪初推出,不断地改革创新,为EDA技术提供了良好的开发环境。它的界面友好,使用十分便捷,是Altera公司目前使用范围最广的产品之一。文献综述
QuartusⅡ为EDA提供设计环境,能够让EDA实现各种特定的设计,同时也是单芯片可编程系统( SOPC)设计的综合环境和 SOPC开发的基本设计工具,是Altera公司研发的一种综合性的设计软件,性能良好。Quartus Ⅱ软件可以使用Verilog,VHDL语言来进行程序的编译,因为它的内部含有Verilog,VHDL逻辑综合器。Quartus Ⅱ也能够有效的借助第三方的软件工具,并能直接调用这些工具来完成特定任务。此外,Quartus Ⅱ与MATLAB和DSP Builder结合,能够进行基于FPGA的DSP系统开发,是DSP硬件系统实现的关键EDA工具。
Quartus Ⅱ包括模块化的编译器。编译器包括的功能模块有分析/综合器( Analyzersis Synthesis),适配器( Fitter),时序分析器( Timing Analyer),设计辅助模块( Design Assistant), EDA网表文件生成器( EDA Netlist Writer)等。另外,Quartus Ⅱ还包括非常有用的LPM(Library of Parameterized Modules)模块,可以在Quartus Ⅱ中与普通设计文件一起使用[7]。
Quartus Ⅱ编译器支持的硬件描述语言有VHDL,Verilog,System Verilog及AHDL[8]。
3 FPGA的功能原理
3。1 FPGA的核心板选择
本次设计为了实现抢答器的功能,选择了Altera公司开发的Cyclone系列EP1C3T100C8N型号的FPGA核心开发板,原理图如3-1所示:
图3-1 FPGA的原理图3。2 FPGA电源模块
图3-2电源模块图
如图3-2所示,FPGA开发板里主要采用了3。3V和1。5V的稳压芯片,AMS1117芯片,J1是输入电压的输入口,它的直流电压为5V。