现场可 编程门阵列是近年来迅速发展的大规模可编程专用集成电路，在数 字系统设计和控制电路中越来越受到重视。语言是电子设计的主流硬件描述 语言，它更适合进行行为描述，这种方式使得设计者专注于电路功能的设计，而不 必过多地考虑具体的硬件结构。 第章概述 的简介 ，即现场可编程门阵列，它是在可 编程器件的基础上进步发展的产物。它是作为专用集成电路领域中的种半定 制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数 有限的缺点。 目前以硬件描述语言所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快 速的烧录至上进行测试，是现代设计验证的技术主流。 的应用 的应用可分为三个层面电路设计，产品设计，系统设计。 电路设计 连接逻辑，控制逻辑是早期发挥作用比较大的领域也是应用 的基石。事实上在电路设计中应用要求开发者要具备相应的硬件知识 电路知识和软件应用能力开发工具。 产品设计 把相对成熟的技术应用到些特定领域开发出满足行业需要并能被行业 客户接受的产品。这方面主要是技术和专业技术的结合问题，重点在性 能，技术在这个领域是个实现手段，因为具备接口，控制，功 能，内嵌等特点有条件实现个构造简单，固化程度高，功能全面的 系统产品设计。 系统级应用 系统级的应用是与传统的计算机技术结合，实现种版的计 算机系统如用，系列的，实现内嵌 基于的交通灯控制器设计 摘要 超高速硬件描述语言，是对数字系统进行抽象的行为与功能描述到具体 的内部线路结构描述，利用工具可以在电子设计的各个阶段各个层系进行 计算机模拟验证，保证设计过程的正确性，可大大降低设计成本，缩短设计周期。 本文介绍的数字秒表设计，利用基于的设计工具，采用大规模可编程逻 辑器件，通过设计芯片来实现系统功能。 交通灯控制系统可以实现路口红绿灯的自动控制。基于设计的交通灯 控制系统具有电路简单可靠性强实时快速擦写运算速度高故障率低可 靠性高，而且体积小的特点。本设计采用公司系列的 芯片，在软件平台上使用语言，采用自顶向下的设计方法对系统 进行了模块化设计和综合，并进行了仿真。该系统可实现十字路口红绿灯及左转 弯控制和倒计时显示，仿真结果结果表明系统能够自动控制交通灯转变。 关键词，交通灯， 言 第章概述 的简介 的应用 第章硬件描述语言 程序基本结构 实体 结构体 库 语言 文字规则 数据对象 数据类型 顺序语句 并行语句 第章系统设计与仿真 系统介绍 设计任务 设计要求 系统设计仿真 顶层框图的设计 时序状态图的设计 工程设计流程框图 芯片的选择 各个模块的设计与仿真 结论 谢辞 参考文献 附录 外文资料翻译 前言 当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路 本身在不断进行更新换代，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务 已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师更愿意自己设计专业集成电路 芯片，而且希望设计周期尽可能短，最好在实验室里就能设计出合适的 芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程器件。 现场可编程门阵列即属其中应用最广泛的种。 随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路和计算机技术的研制和发展， 让电子产品设计有了更好的应用市场，实现方法也有了更多的选择，而电子电路 的设计却变得越来越复杂，使用语言进行电子设计已成为种趋势。现代电 子系统设计方法是设计师自己设计芯片来实现电子系统的功能，将传统的固件选 用及电路板设计工作放在芯片设计中进行。在这些专业化软件中， 具有定的代表性，技术是种基于芯片的现代电子系统 设计方法。基于技术的现场可编程门阵列电，在数字系统设 计 ， ， ， ， ， 目录 模块程序仿真结果如图所示 图模块程序仿真结果图 在模块程序仿真结果图中，为的输入信号，为 计数器的装载信号，当为高电平时，将输入信号的值装载到计数器 中，开始执行减操作，每接受次，执行次，并将结果输出。 模块设计 该模块用来接收模块的输出作为初值，并进行减操作，最后把减 得结果输出。程序里每检测到个脉冲，就进行次减操作。模块 程序清单 模块程序仿真结果如图所示 图模块程序仿真结果图灯的亮和灭。 在模块程序仿真结果图中，为输入信号，用来表明整个红绿灯的状态 共个状态为输出信号，代表整个红绿灯的亮和灭的情况， 灯的排序从高位到低位排列，方向上是先东西方向，后南北方向。也就是说，序 列为东西方向左转灯红灯绿灯黄灯，然后南北方向左转灯红灯绿灯 黄灯。从图中我们可以看出的状态从到，共六个状态，每个状 态都对应相应的红绿灯亮灭的状态，仿真结果完全正确，符合预期。 码模块设计 译码程序将输入的用来显示的两位倒计时数值，分解成四个整形的数值，以 供后面的译码显示模块继续译码显示。译码程序清单如下 ， 在模块程序仿真结果图中，为的输入信号