基于FPGA的回单机控制器的建模与仿真
FPGA器件与MATLAB接口仿真过程(doc 8页)
FPGA器件与MATLAB接口仿真过程(doc 8页)部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑FPGA器件的开发平台与MATLAB接口仿真引言现场可编程逻辑门阵列FPGA器件的出现是超大规模集成电路技术和计算机辅助设计技术发展的结果。
FPGA器件集成度高、体积小，具有通过用户编程实现专门应用功能。
它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达到预期的结果。
目前使用最多的Quartus II 软件支持几乎所有的EDA工具，并且可以通过命令行或Tcl脚本与第三方EDA工具之间进行无缝连接。
但在很多工程设计应用中，由FPGA器件完成的主程序中只完成大量的数学运算，程序调试时以二进制输出的信号可视性差，给设计人员进行仿真、调试带来了很多不便。
对于很多工程设计人员来说MATLAB是一种熟悉的具有强大的运算功能和波形仿真、分析功能的软件，如果能将FPGA与MATLAB接口，就可以快速、准确、直观地对FPGA程序进行校验和仿真，尤其在波形信号处理等工程应用领域具有实际意义。
Quartus II 开发软件Altera公司的QuartusII软件提供了可编程片上系统（SOPC）设计的一个综合开发环境。
Quartus II 开发工具人机界面友好、易于使用、性能优良，并自带编译、仿真功能。
QuartusII软件支持VHDL 和Verilog硬件描述语言的设计输入、基于图形的设计输入方式以及集成系统级设计工具。
QuartusII软件可以将设计、综合、布局和布线以及系统的验证全部都整合到一个无缝的环境之中，其中也包括和第三方EDA工具的接口。
QuartusII设计软件根据设计者需要提供了一个完整的多平台开发环境，它包含整个FPGA和CPLD设计阶段的解决方案。
图1说明了QuartusII软件的开发流程。
在实际应用设计中，对程序原理性及可执行性的验证主要集中在程序修改阶段，尤其在处理的数据复杂、繁多时，Quartus II自带的波形输入仿真就很难实现程序的验证，而且输出的数据不能方便的以波形图示直观的呈现，给程序设计者在校验程序阶段带来了很多的不便。
基于FPGA的高速PID控制器设计与仿真
基于FPGA的高速PID控制器设计与仿真在CNC(电脑数控)加工、激光切割、自动化磨辊弧焊系统、步进／伺服电机控制及其他由电机控制的机械组装定位运动控制系统中，PID控制器应用得非常广泛。
其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，参数整定方便，结构更改灵活，能满足一般控制的要求。
此类运动控制系统的被控量常为速度、角度等模拟量，被控量与设定值之间的误差值经离散化处理后，可由数字PID控制器实现的控制算法加以运算，最后再转换为模拟量反馈给被控对象，这就是PID控制中常用的近似逼近原理。
采用这种结构设计的控制系统，其性能只能与原连续控制系统性能接近而不会超过，逼近的精度与被变换的连续数学模型大小及采样周期长短有关[1]。
特别是在高速运动控制的情况下，采样周期的影响更大，采样周期相对较长时，逼近程度才较好，但是对PID控制算法的运算速度及回路的调节时间等也提出了更高的要求。
可编程逻辑器件FPGA的逻辑门数为5000～200万个，属于大规模甚至超大规模逻辑器件，其工作频率最高可达250MHz。
因此，无论从编程规模还是工作速度上，完全可以用来实现高速PID控制器。
本设计使用Altera公司的Cyclone系列FPGA器件EP1C3作为硬件开发平台，对运动控制中常用的增量式数字PID控制算法进行优化处理，提高了运算速度和回路的调节时间。
1 增量式数字PID控制算法的FPGA实现经典PID控制方程为：式中，KP为比例放大系数；K1为积分时间常数；KD为微分时间常数。
数字PID控制算法的实现，必须用数值逼近的方法。
当采样周期相当短时，用求和代替积分，用差商代替微商，使PID算法离散化，将描述连续一时间PID算法的微分方程离散化、差分、归并处理后可得：从(2)式可以看出，增量式数字PID算法，只要储存最近的三个误差采样值e(k)、e(k-1)、e(k-2)就足够了。
实现此增量式数字PID控制算法的结构图如图1所示。
FPGA仿真方法介绍及其仿真程序设计
FPGA仿真方法介绍及其仿真程序设计一、概述FPGA仿真方法：（1）交互式仿真方法：利用EDA工具的仿真器进行仿真，使用方便，但输入输出不便于记录规档，当输入量较多时不便于观察和比较。
（2）测试平台法：为设计模块专门设计的仿真程序，可以实现对被测模块自动输入测试矢量，并通过波形输出文件记录输出，便于将仿真结果记录归档和比较。
二、仿真程序的设计方法1 仿真的三个阶段（1）行为仿真：目的是验证系统的数学模型和行为是否正确，对系统的描述的抽象程度较高。
在行为仿真时，VHDL的语法语句都可以执行。
（2）RTL仿真：目的是使被仿真模块符合逻辑综合工具的要求，使其能生成门级逻辑电路。
在RTL仿真时，不能使用VHDL中一些不可综合和难以综合的语句和数据类型。
该级仿真不考虑惯性延时，但要仿真传输延时。
（3）门级仿真：门级电路的仿真主要是验证系统的工作速度，惯性延时仅仅是仿真的时候有用在综合的时候将被忽略。
2 仿真程序的内容（1）被测实体的引入。
（2）被测实体仿真信号的输入。
（3）被测实体工作状态的激活。
（4）被测实体信号的输出（5）被测实体功能仿真的结果比较，并给出辨别信息（6）被测实体的仿真波形比较处理3 仿真要注意的地方（1）仿真信号可以由程序直接产生，也可以用TEXTIO文件产生后读入。
（2）仿真程序中可以简化实体描述，省略有关端口的描述。
仿真程序实体描述的简化形式为：ENTITY 测试平台名ISEND 测试平台名；（3）对于功能仿真结果的判断，可以用断言语句（ASSORT）描述。
（4）为了比较和分析电子系统的功能，寻求实现指标的最佳结构，往往利用一个测试平台对实体的不同结构进行仿真，一般是应用配置语句为同一被测实体选用多个结构体。
CONFIGURA TION 测试平台名OF 被测实体名ISFOR 被测实体的A的结构体名END FOR;END 测试平台名；同样，若选用结构体B，则配置语句可写为：CONFIGURA TION 测试平台名OF 被测实体名ISFOR 被测实体的B的结构体名END FOR;END 测试平台名；4 VHDL仿真程序结构测试平台仅仅是用于仿真，因此可以利用所有的行为描述语言进行描述，下表表示了一个测试平台所包含的部分，典型的测试平台将包括测试结果和错误报告结果。
回读FPGA产品的通用仿真模型搭建与验证
110收稿日期:2018-01-25作者简介:陈恩耀(1990—),男,上海人,硕士研究生,研究方向:FPGA 第三方验证。
在航天FPGA产品的设计中,如果设计师使用的是Xilinx芯片,为了防止宇宙中单粒子翻转,相应的回读FPGA产品同时被设计。
回读F PG A 产品一般使用A c te l 系列的芯片,例如A 54SX 32A 、A54SX72A等芯片。
由于被回读的Xilinx芯片种类繁多,包括XQVR300、XQR2V3000、XC4VSX55等等[1],相应的回读FPGA产品代码也样式各异,因此给测试工作带来较大的难度。
本文研究一种通用的仿真模型,适用于大多数回读FPGA产品的测评工作。
本文第2节介绍通用回读FPGA测试平台的构件;第3节介绍可配置的回读产品仿真平台的具体实现方法;第4节介绍仿真测试结果与分析;第5节给出结论。
1 通用回读FPGA测试平台的构件对于一个通用的回读测试平台,基本要素包括Xilinx FPGA的回读模型,一个PROM的模型,可能还包括一些CPU的模型和其它外设模型。
回读模型的工作原理是:上电后,开始进行加载操作,回读产品将原先置于PROM中的Xilinx FPGA bit文件加载到Xilinx FPGA中,加载完成之后,进行回读操作。
一方面从Xilinx FPGA内部读回配置区数据,一方面从PROM中读取加载数据,当从PROM 中读出的数据与Xilinx FPGA 配置区读回的数据一致时,表明回读校验正确。
当从PROM中读出的数据与Xilinx FPGA 配置区读回的数据有至少1bit不一致时,回读产品发出prog脉冲,对Xilinx FPGA进行重新加载。
这样每隔一定的时间,进行回读操作,可以有效防止Xilinx FPGA在太空中发生单粒子翻转的情况。
由于设计师使用的Xilinx芯片种类繁多,即使对于相同的芯片,设计方访问和操作的Xilinx FPGA内部的寄存器也不尽相同。
基于FPGA芯片的功能仿真平台构建及静态时序分析的开题报告
基于FPGA芯片的功能仿真平台构建及静态时序分析的开题报告一、研究背景FPGA（Field Programmable Gate Array）是可编程逻辑门阵列，常用于数字电路设计、嵌入式系统设计等领域。
FPGA具有高度的可重构性和并行性，能够满足复杂的计算需求。
而FPGA芯片的设计和验证是非常关键的，因为设计错误可能会导致成本高昂的生产错误和对系统性能的限制。
因此，构建一个基于FPGA芯片的功能仿真平台以及静态时序分析是非常必要的。
二、研究目的本论文的主要目的是构建一个基于FPGA芯片的功能仿真平台，并对平台进行静态时序分析。
具体包括：1.研究FPGA芯片的基础知识和原理，了解FPGA芯片的内部结构和特点，以及在数字电路设计和嵌入式系统设计中的应用。
2.设计和实现基于FPGA芯片的功能仿真平台，包括搭建仿真环境、编写仿真程序、实现仿真功能等，实现仿真过程中的信号显示和时序分析。
3.对仿真平台进行静态时序分析，包括对FPGA芯片的时序特性进行分析、建立时序模型、进行时序约束等。
三、研究内容1. FPGA芯片的基本原理及应用介绍FPGA芯片的基本原理和内部结构，以及在数字电路设计和嵌入式系统设计中的应用。
2. FPGA芯片的功能仿真平台设计和实现设计和实现一个基于FPGA芯片的功能仿真平台，包括搭建仿真环境、编写仿真程序、实现仿真功能等，实现仿真过程中的信号显示和时序分析。
3. FPGA芯片的静态时序分析对仿真平台进行静态时序分析，包括对FPGA芯片的时序特性进行分析、建立时序模型、进行时序约束等。
四、研究方法本论文采用文献研究法、实验研究法和数学建模法。
1.文献研究法对FPGA芯片的基础知识、功能仿真平台设计和静态时序分析等方面进行综合分析，了解其应用现状和发展趋势。
2.实验研究法设计和实现基于FPGA芯片的功能仿真平台，并进行实验验证，实现信号显示和时序分析等功能。
3.数学建模法建立FPGA芯片的时序模型，进行时序分析和约束。
fpga课程设计仿真
fpga课程设计仿真一、教学目标本课程的教学目标分为知识目标、技能目标和情感态度价值观目标三个维度。
知识目标：通过本课程的学习，学生需要掌握FPGA的基本概念、工作原理和应用领域；了解FPGA的硬件描述语言（HDL）及其编程方法。
技能目标：学生能够熟练使用FPGA开发工具进行电路设计和仿真；具备编写和调试FPGA程序的能力；能够独立完成简单的FPGA项目。
情感态度价值观目标：培养学生对电子技术的兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力，培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括FPGA的基本概念、FPGA的工作原理、FPGA的应用领域、硬件描述语言（HDL）编程、FPGA开发工具的使用等。
具体安排如下：1.FPGA的基本概念：介绍FPGA的定义、特点、历史和发展趋势。
2.FPGA的工作原理：讲解FPGA的内部结构、工作原理和编程方式。
3.FPGA的应用领域：介绍FPGA在数字信号处理、嵌入式系统、通信等领域中的应用。
4.硬件描述语言（HDL）编程：教授HDL的基本语法、编写方法和调试技巧。
5.FPGA开发工具的使用：讲解FPGA开发工具的安装、使用方法和常见问题解决。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。
1.讲授法：通过讲解FPGA的基本概念、工作原理和应用领域，使学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法：通过分析具体的FPGA项目案例，使学生了解FPGA的实际应用，提高解决实际问题的能力。
3.实验法：通过动手实验，使学生熟练掌握FPGA开发工具的使用，培养实际操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、多媒体资料、实验设备和网络资源。
1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的理论知识。
2.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助讲解，提高学生的学习兴趣。
3.实验设备：提供FPGA开发板和实验器材，让学生亲自动手实践，提高实际操作能力。
4.网络资源：推荐相关、论坛和教程，方便学生课后自学和交流。
基于FPGA硬件设计和仿真方法探索与研究的开题报告
基于FPGA硬件设计和仿真方法探索与研究的开题报告一、研究背景FPGA是一种可编程逻辑器件，它可以通过配置其内部的可编程逻辑单元，实现任何数字电路的功能。
因此，FPGA通常被用于数字集成电路的设计和实现。
随着FPGA技术的发展和进步，FPGA已经成为了一种非常重要的数字集成电路设计工具，广泛应用于计算机硬件设计、信号处理、图像处理、通信系统等领域。
本课题基于FPGA硬件设计和仿真方法，探索研究数字电路的设计和实现。
本课题通过研究FPGA的内部结构和原理，掌握FPGA的硬件设计和仿真方法，实现数字电路的设计和实现。
本课题主要研究内容包括：1. FPGA的内部结构和原理的研究。
2. FPGA的硬件设计和仿真方法的探索和研究。
3. 数字电路的设计和实现。
二、研究目的本课题旨在通过研究FPGA的硬件设计和仿真方法，探索数字电路的设计和实现，达到以下目的：1. 掌握FPGA的内部结构和原理，深入了解FPGA的工作原理。
2. 了解FPGA的硬件设计和仿真方法，提高数字电路设计和仿真的效率。
3. 实现数字电路的设计和实现，研究其在计算机硬件设计、信号处理、图像处理、通信系统等领域的应用。
三、研究内容和方法3.1 研究内容本课题主要研究内容包括FPGA的内部结构和原理、FPGA的硬件设计和仿真方法探索和研究以及数字电路的设计和实现。
1. FPGA的内部结构和原理的研究（1）FPGA的基本结构和功能。
（2）FPGA的逻辑单元和寄存器的结构和功能。
（3）FPGA的编程方式和存储器的工作原理。
2. FPGA的硬件设计和仿真方法的探索和研究（1）FPGA硬件设计开发工具的使用。
（2）FPGA硬件仿真开发工具的使用。
（3）FPGA的RTL设计和Verilog语言的掌握。
3. 数字电路的设计和实现（1）数字电路的基本原理和数电基础知识。
（2）数字电路的设计方法和流程。
（3）数字电路的实现和调试方法。
3.2 研究方法本课题的研究方法主要包括文献资料查阅和实验研究。
FPGA实验1原理图输入与仿真及由原理图生成元器件模块实验.doc
实验一、原理图输入与仿真及由原理图生成元器件模块实验一、实验内容1、完成所给原理图的设计输入。
2、对已完成的原理图进行Verilog转换和仿真测试。
3、学习观察器件下级原理图及由原理图生成模块的方法。
二、一位全加法器的原理图设计输入、仿真测试及Verilog转换。
图1.1 全加器原理图1为Schematic（参见图1.2——图1.4），完成如图1.1原理图的设计输入。
图1.2创建新工程图1.3 设置工程属性图1.4 新建原理图输入2）添加测试代码，新建用XST或ModelSim Simulator 进行仿真测试（参见图1.5——图1.9），将仿真结果填入一位全加法器真值表1－1中。
图1.5 添加测试模块图1.6 关联被测试模块图1.7 添加激励测试代码图1.8 检查语法后点击仿真图1.9 仿真结果3）确认项目的属性中preferred language 为Verilog，利用生成器将原理图转换为Verilog描述的语言。
（如图1-10所示）图1.104）将原理图转换为symbol，以便能在其他原理图中使用。
（如图1-11所示）图1.11三、新建一个原理图文件Comp，在原理图中插入生成的图标myadder（如图1.12）。
图1.12四、选中myadder模块，按下push按钮，即可查看该模块的下级原理图（如图1.13）。
图1.13五、参照以上步骤，在Comp中完成图1.14的二位比较器原理图的设计输入。
并进行仿真测试及Verilog转换，并将仿真结果填入表1-2。
图1.14。
简述fpga设计和仿真流程
简述fpga设计和仿真流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!1. 系统设计明确设计需求，包括功能、性能、接口等方面的要求。
fpga设计实战：复位电路仿真设计
fpga设计实战：复位电路仿真设计最近看MVanCed fpga以及fpga设计实战演练中有讲到复位电路的设计,才知道复位电路有这么多的门道，而不是简单的外界信号输入系统复位。
流程：1.异步复位：优点:⑴大多数DFF都有异步复位地旦，因此采用异步复位可以节约资源。
⑵设计相对简单。
⑶异步复位信号识别方便，而且可以很方便地使用fpga的全局复位端口。
缺点：⑴在复位信号释放时容易出现问题，亚稳态。
⑵复位信号容易受到毛刺的影响。
这是由于时钟抖动或按键触发时的硬件原因造成的。
代码：一个4bit的计数器。
1a1ways©(posedgee1k or negedgesys rst n)begin2if(~sys_rstn)begin3count<=0;4end//if5e1sebegin6count<=count+1'b1;7end//e1se8end//a1ways仿真解析(下图)：复位信号低电平时候，系统立刻进入复位态;Msgs2.同步复位：优点：⑴降低亚稳态出现的概率。
⑵使所设计的系统成为100%的同步时序电路，有利于时序分析，综合出来的Fmax 一般较高。
⑶只有在时钟有效沿才有效，可以滤除高于时钟频率的毛刺。
缺点：⑴复位信号的有效时长必须大于时钟周期，才能真正被系统识别并完成复位任务。
⑵大多数的Dff只有异步复位端口，会浪费较多的逻辑资源。
代码：1a1ways©(posedgee1k)begin2if(~sys_rst_n)begin3count<=0;4end//if5 e1sebegin6 count<=count+1,b1;7 end//e1se8 end//a1ways仿真解析（下图）：时钟上升沿如果复位信号为低电平，复位开始，时钟上升沿若复位信号为高电平，复位结束。
∣⅝∣Wave-Defau1t --------3.异步复位同步释放：（推荐使用）优点：结合了同步复位与异步复位的优点。
fpga应用开发与仿真 -回复
fpga应用开发与仿真-回复FPGA应用开发与仿真FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种集成电路芯片，可以通过编程来实现特定的电路功能。
随着技术的不断进步和需求的不断增长，FPGA在各个领域中得到了广泛的应用。
本文将一步一步回答关于FPGA应用开发与仿真的问题，帮助读者更好地理解和应用这项技术。
第一步：了解FPGA基础知识在开始应用开发和仿真之前，我们首先需要了解一些关于FPGA的基础知识。
FPGA是一种可配置的硬件平台，其内部由可编程的逻辑元件和可编程的互连结构组成。
FPGA具有灵活性和可重新配置性的特点，可以根据特定的需求进行编程和定制。
了解FPGA的结构、技术规格和编程方式对于应用开发和仿真非常重要。
第二步：选择开发平台和工具在进行FPGA应用开发和仿真之前，我们需要选择适合的开发平台和工具。
常见的FPGA开发平台包括Xilinx和Altera。
这些平台提供了丰富的开发工具和资源，帮助开发者快速实现自己的应用。
此外，还有一些第三方软件和工具，如Vivado和Quartus等，可提供更加专业和全面的开发和仿真环境。
第三步：进行应用开发一旦选择了开发平台和工具，我们可以开始进行FPGA应用的开发。
在这一阶段，我们需要根据特定的需求和目标，设计和实现适合的硬件电路。
这包括使用HDL（硬件描述语言）编写电路的结构和行为。
常见的HDL 包括VHDL和Verilog。
借助开发平台提供的工具和资源，我们可以通过逻辑门级的设计、数据通路设计和控制单元设计等方法，将电路逐步实现。
第四步：进行仿真测试应用开发完成后，我们需要进行仿真测试，验证电路的功能和性能。
在仿真过程中，我们可以通过软件工具模拟电路的行为，根据预定的输入和条件，观察输出和反馈。
这样可以帮助我们发现电路设计中可能存在的问题和错误，并对其进行调整和改进。
通过不断的仿真测试和优化，我们可以进一步提高电路的性能和可靠性。
fpga应用开发和仿真
fpga应用开发和仿真（原创实用版）目录1.FPGA 应用开发和仿真的概念2.FPGA 应用的优势3.FPGA 应用开发的流程4.FPGA 仿真的重要性5.FPGA 应用开发和仿真的发展前景正文FPGA 应用开发和仿真是指在 FPGA（现场可编程门阵列）芯片上进行应用程序开发和仿真测试的过程。
FPGA 是一种集成电路，可以由用户编程和配置，从而实现特定的功能。
这种灵活性使得 FPGA 在各种应用场景中具有优势，如航空航天、通信、汽车、医疗设备等。
FPGA 应用的优势在于其高度的可编程性和灵活性。
用户可以根据需求随时修改 FPGA 的逻辑功能，而无需重新设计硬件电路。
这使得 FPGA 在复杂数字逻辑设计和实时系统开发中具有很大的优势。
另外，FPGA 具有较低的功耗和较高的性能，可以在很大程度上满足用户的需求。
FPGA 应用开发的流程主要包括以下几个步骤：首先，需求分析，明确 FPGA 需要实现的功能和性能要求；其次，进行硬件描述语言编程，如Verilog 或 VHDL，编写 FPGA 的逻辑功能；接着，对编写的代码进行仿真和验证，以确保其功能正确；最后，将设计下载到 FPGA 芯片，进行实际运行测试。
FPGA 仿真是指在计算机上模拟 FPGA 芯片的工作过程，以验证其逻辑功能是否正确。
FPGA 仿真具有很高的重要性，因为它可以在不实际运行 FPGA 芯片的情况下，发现和修复设计中的错误。
这大大降低了硬件开发的风险和成本。
随着科技的不断发展，FPGA 应用开发和仿真技术在我国得到了广泛的应用和发展。
目前，许多高校和研究机构都在积极开展 FPGA 技术的研究，以期在集成电路设计、嵌入式系统开发等领域取得突破。
基于FPGA的智能交通控制器的建模与仿真
基于FPGA的智能交通控制器的建模与仿真唐敏【摘要】介绍了一种采用FPGA设计方法进行建模与仿真的智能交通控制器.采用模块化的设计方法,首先,为了满足智能交通控制器的功能需求,分析了各个子模块的建模设计思想,仿真验证子模块的设计正确性,再将各子模块整合成顶层智能交通控制器,通过Modelsim软件仿真测试验证智能交通控制器的控制正确性.该智能交通控制器使用EP3C10E144C8芯片实现.测试表明,该智能交通控制器能实现交通灯信号灯的控制和剩余时间的倒计时显示.%A intelligent traffic controller based on FPGA technology to model and simulate was presented. Using the modularization programming method, sub-modules of intelligent traffic controller was analyzed firstly to meet the functional requirements. The simulating result shows that the function of sub-module was correct. Secondly, all sub-modules was integrated in the top intelligent traffic ing the ModelSim software, the operation correctness was proved by simulating result. This driver was realized by EP3C10E144C8. The testing result shows that the functional requirements was realized by the intelligent traffic controller, including the control of traffic lights and thc display of countdown to the remaining time.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P13-16)【关键词】智能交通控制器;FPGA;建模;仿真【作者】唐敏【作者单位】大连职业技术学院电气电子工程学院, 辽宁大连,116037【正文语种】中文随着城市轨道交通的发展，智能交通控制器也呈现多功能多样性的特点。
fpga应用开发与仿真 -回复
fpga应用开发与仿真-回复下面是一篇关于FPGA应用开发与仿真的1500-2000字的文章。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种被广泛应用于数字电路设计和开发的强大工具。
通过FPGA的使用，设计师可以通过编程对电路进行配置，从而实现各种功能。
而FPGA应用开发与仿真则是FPGA 设计的关键部分，本文将一步一步回答有关FPGA应用开发与仿真的问题。
首先，FPGA应用开发的第一步是选择适当的开发工具。
市面上有许多FPGA开发工具可供选择，如Xilinx的Vivado和Altera的Quartus 等。
这些开发工具提供了丰富的资源和功能，可用于设计、仿真和调试FPGA应用。
接下来，需要进行FPGA电路的设计。
设计工作通常包括学习目标系统的规格要求、定义电路结构和功能、选择适当的FPGA芯片和外设等。
设计过程中，设计师需要使用硬件描述语言（HDL）如VHDL或Verilog来描述电路。
这些HDL可以用于声明输入输出端口、描述电路内部结构、定义时序关系等。
完成设计后，需要进行FPGA应用的仿真。
在仿真过程中，可以运行HDL代码，模拟实际的电路行为，并观察电路在不同输入情况下的输出结果。
仿真可以帮助设计师验证电路的正确性与性能，并及早发现和解决问题。
常用的仿真工具包括ModelSim和Xilinx ISE等。
仿真完成后，设计师需要将FPGA应用编译为可执行位流文件。
编译过程包括将HDL代码翻译为逻辑网表、执行布局布线生成物理结构、生成位流文件等步骤。
这些步骤通常由开发工具自动完成，但也需要设计师进行必要的设置、优化和约束。
在生成位流文件后，需要将其下载到FPGA芯片中进行部署。
下载过程通常通过连接FPGA开发板和电脑进行，可以利用开发工具提供的下载工具完成。
一旦位流文件下载完成，FPGA芯片将按照设计的逻辑配置自身，并实现相应的功能。
部署完成后，可以对FPGA应用进行验证和调试。
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３ ２ 回单 机放 单控 制模块模 型 ．
回单 机放 单 操 作 过程 从 状 态 图 中可 以清 楚 的 了解 ， 就不详 述 了 。如 图 ３所示 是 回单机放 单控 制 模 块 的状态 机 。
Ｙ 轴电 动机
图 １ 回单机 结构 示 意图
３ １ 回单机 取单控 制模 块模 型 ．
（） ３ ｚ轴往 回运 动 ， 止 ， 下单 子掉 人斗 中 ； 停 放
图 ３ 放 单操 作的 状 态图
３ ３ 步 进 电机环 形分 配器模 块设 计 ．
３ ３ １ 环 形 分 配 器模 块 设 计 ．．
环 形 分配 器 是 步进 电机 系 统 的一 个重 要 组成
（） ４ ｚ轴 向单 子 柜方 向运 动 ， 又碰 到 柜 口上 的
２， ｎ ｅ ｇ Ｉ ｓｉｕｅｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ｎ ｈ ｎ ２ ４ ０ Ｃｈｎ ） Ｙａ Ｃｈ ｎ ｎ ｔｔｔ ｆＴｅｈ ｏｏ ｙ Ｙａ ｃ ｅ ｇ ２ ０ ３。 ｉａ
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回单 机取 单操 作过 程如 下 （ 见 图 １ ： 参 ）
（ ） 出取 单指 令 ， １发 转盘 开始 转 动 。 同时 斗也 开
始运 动 ；
（ ） 盘转 到 相 应 的 槽 位 ， 也转 到相 应 的层 ２转 斗 位， 转盘 、 斗停 止 运 动 ， Ｚ轴 向 单 子 柜 运 动 ， 到 柜 碰 口上 的开关 。 电磁 铁通 电 。 吸住单 子 夹 ；
Ｚ ＨＡＮＧ ａ — ｕ ＸＵ ｈ — ｕ Ｘｉｏ ｈ ａ ， Ｚ ｉ ｈ （ ． ｏｌ ｅｏ Ｍｅｈ ｎｅ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓ ｕ ｈＣ ｉ ｉ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏ ｇ ｕ ｎ ｚ ｏ 。 １ ６ Ｃ ｉａ １ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃ ａ ｉ ｇｎ ｅｉ ， ｏ ｔ ｈｎ Ｕｎｖ ｓ ｙｏ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙＧ ａ ｇｈ ｕ ５ ４ ， ｈｎ ； ｅ ａＥ ｎ ａ ｅ ｔ ｏ ０ １
回单 机控制 系 统 正 确 可靠 工 作 的必要 条件 。 为 了 有效 地控 制工 作时 序 ， 用状 态机 的方法 进行 设计 采
是最 理 想的方 法 Ｊ 。 根 据前 面的分 析 。 回单机 控制 单元 分成 取单模
块、 放单 模块 和步 进 电机 环形 分 配 器模 块 （ 台 电 三 机 的环形 脉 冲分配 器 一 样 ， 际 上 是 一个 模 块 ） 实 等
《 锈 罄 转
愈、 丁 ｚ ／ 轴 电 、 ＼ 厂
艚 丽 ｚ
图 ２ 取单操 作 的状 态 图 图 中每个状 态代 表每个 电 机的运行 状态 ， 中 其 有些 涉及 的状态 是重 复 的 ， 比如 Ｚ轴的 ｓ 、７都是 ４ｓ
因而 回单机 控制 单元 是 整个设 计 的核心 ， 它是 保证
第２ ５卷第 １ 期
２０ ０ ６年 ３月
计 算
技 术 与 自 动 化
Ｖｏ ． ５。 ． １ ２ Ｎｏ １ Ｍ ａ ．２ Ｏ Ｏ ６ ｒ
Ｃ ｍｐ ｔ ｇ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ａｕ ｏ ｔ ｎ ｏ ｕ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｔ ｍａ ｉ ｎ ｏ
１ 前 言
近几年 来 ， 随着 经 济 的不 断 高 速 增 长 ， 以及 银 行 新业 务 的不 断推 出 ， 种能 自动 处理 各种 银行 业 各 务 的客户 自助设 备应 运而 生 ， 银行 回单 机就 是为 了
满足这 样 的需 要 而设 计 的金 融 自助 设 备 。它 集 回
来 完成 控制 具体 的 电机 的控 制 过 程 和 检测 各 个 电 机的 运行情 况并 作 出相应 的控 制 ， 行器 件采 用步 执
进 电机… 。
３ 回单 机 控 制 器 自动 机 模 型
回单机控制单元 主要完成 回单机控制系统 的
取单 和放单 操 作 ， 以有效 地 控 制 各 个 电机 的运 行 。
第２ ５卷第 １期
张小花等 ： 基于 Ｆ ＧＡ的回单机控制器的建模与仿 真 Ｐ
于 自己 随意 修 改。 因 此 ， 文 结 合 现 代 Ｆ ＧＡ 和 本 Ｐ Ｅ Ａ技 术 的最 新研 究 成 果 ， 出 了采 用 Ｆ Ｇ 来 Ｄ 提 ＰＡ 实 现滚 筒式 回单机 的方案 。其 中 ， 台主机 用来 向 后 Ｆ Ｇ 传送 存取 单 相关 数据 和 控制 信号 ， Ｐ Ｐ Ａ Ｆ ＧＡ 用
文 章 编 号 ：０ ３—６ ９ （０ ６ 叭 一０ ３ １０ １９ ２ ０ ） ０ ８—０ ３
基 于 ＦＰＧＡ 的 回 单 机 控 制 器 的 建 模 与 仿 真
张 小花 许 志 华 ，
（． １华南理 工大学 机械工程学 院， 东 广州 广 ５０４ ； １６ １２盐城 工学院实验教学部物理及电工 电子实验 中心 ， 盐城 ２４０ ） ２ ０ ３
计算 技 术 与 自动 化
２０ ０ ６年 ３月
正转 时电机 输 入 口状 态 （ ａ ｂ 是 ： １ １ ０ １ — Ａ Ｂ ） ０时 是 ： １ １ １ ０ — １ １ ００ ０１ １１反 ００— ０１ ００ —０ １ － ０ ０ 。由此 可得 ： １ ０－ １ １ ￣ 环形 分 配器模 块 的状 态
单 自动提取 与 回放 、 媒体 查 询 、 程 管 理 等 功 能 多 远 于一体 ， 回单 自动 提 取 与 回放 功 能 ， 而 主要 依 靠 机
电一体化 自动控 制 设 备 来 完 成 的 ， 多 媒 体查 询 、 而
轴 是控 制 转 盘 到 所 处 单 据 盒 的 格 数 ， 轴 是 控 制 Ｙ 单 据 盒所 处 的 层 数 ， ｚ轴 是 控 制 抽 取 和送 回 小 盒
因此 ， 回单机控 制 结果 的研 究是 完成 机 电一体 化 对 的 自动控制 设备 的研 制 ， 这也 是保 障 回单机 工作 可
靠性 的关键 。
计算机和单 片机的控制方式， 后台控制端通过软件
指 令 来控制 操 作 过 程 。 虽然 这种 控 制 方 式具 有 功
能较 多 、 灵 活 、 较 易于 人机 互相 对话 等特 点 ， 但控 制
摘
要 ： 文结合现代 Ｆ Ｇ 本 Ｐ Ａ和 Ｅ Ａ 技 术 的 最 新 研 究 成 果 ， 出 采 用 Ｆ Ｇ 实现 滚 筒 式 回 单 机 的 方 Ｄ 提 Ｐ Ａ
案 。 对 回 单 机 的核 心部 分 一回 单 机 控 制 单 元 ， 用 自动 机 的 方法 采 建模 ， 采 用 Ｍｏ ｅ ｉ ｓ ．ｄ分 别 对 取 采 井 ｄ ｌｍ ｅ ７ ｓ ５
三个 主要 部分 来设 计 。此外 ， 还要 设计个 时 钟脉 冲
调整 模块 ， 系统 时钟调 整到 适 合步进 电机辨 认 的 使
时钟 脉 冲频率 范 围内 。
ｚ轴 向单盒 运动 ， 但状 态转换 的条件 不 同。这 样设
计 是 为 了方 便 ， 少 判 断控 制 ｚ 轴 运 动方 向 的标 减 志位 的个数 ， 同样 也便 于 以后根 据需要 随 时增加新
离远 ， Ｒ轴 停后 状 态才进 入 ｓ 态 ； ２状 ｓ ９状态 也是 同
样 的 原 因 ， 到 Ｒ轴 停 后 才 回到 ｓ 态 。其 它 的 直 ０状
状态也 是 按照 设计 的运 行顺 序 开始 运行 ， 再详 细 不
说 明。设 层数 ： ， ４ 每层 ： ， 数 ： ， ４格 ３ 每格 ： ６时 ， 图 如
开关 ， 电磁 铁断 电 。 下单 子夹 ； 放
部分 ， 它对时域 的电脉冲进 行分配 ， 控制步进电
机各 相绕 组 的 驱 动 电 路 ，使 得 步进 电机 按 一 定 的
方 向转 动 。本设 计步 进 电机 以二相 四拍方 式 工作 ，
（） ５ ｚ轴又往 回运 动 ， 位 ； 复
２ 滚 筒 式 回单 机 工 作 原 理
滚筒式 回单机 是 比较 常用 的 回单 机式 样 ， 通过
旋 转 控制单 据 盒所 在 的格 、 直控 制轴 控制 单 据盒 垂 进 出来 达 到取 单 的 目的。取 单 装 置 则 是 三 台电 机 组 成 的控 制 系 统 。其 示 意 图 如 图 一 所 示 。其 中 Ｒ
单和放 单专用 集成 电路进行 系统行为仿真 ， 结果证明 了模型 的正确性 。
关 键 词 ： 行 回 单 机 ；Ｐ Ａ； 银 Ｆ Ｇ 自动 机 ； 建模 中 围 分 类 号 ： Ｐ ７ ． Ｔ ２３ ５ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｍ ｏ ｌｎ ｎｄ Ｓｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｍ ａ ｉ ｄｅｉ ｇ ａ ｍ ｌ ｔｏ ｆＡｕ ｏ ｔｃ ＮｏｔｓＳ ｓ ｅ ｅ ｙ ｔｍ