【正文】 xi cost may be possible through the flexible setting of the cost calculation method can be more practical by adding some new functions including statistic function,password setting, overspeed alarm and bridge travel expenses. Key Words: taxi meter， FPGA， VHDL， multiple function 湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 1 第一章 引 言 設計背景 隨著出租車行業(yè)的發(fā)展，對出租車計費器的要求也越來越 高。 最近幾年出租車行業(yè)發(fā)展迅速，在全國有幾千家出租車公司，因此出租車計費器的市 場 是龐大的。由于受到油價影響 ， 各大城市都推出了運價油價聯(lián)動機制，所以出租車計費器 記 價標準的靈活設定成為未來計費器不可缺少的一部分。現(xiàn)在的計費器都沒有把 靈 活設定計價標準的功能加入其中 ，可靠統(tǒng)計每臺計費器更換標準以及調(diào)試所需時間為 1 小時。現(xiàn)在計費器大多數(shù)以單片機為平臺 的，但是單片機程序是不通用的，不同的片有不同的指令集，因此設計研發(fā)比較困難。而 FPGA 等數(shù)字可編程器件的出現(xiàn)徹底解決了這個問題，而且性能更 穩(wěn)定、設計更靈活、能實現(xiàn)較復雜的功能，運用 EDA 軟件方便的在電腦上實現(xiàn)設計與仿真。 理想的可編程邏輯開發(fā)系統(tǒng)能符合大量的設計要求：它能夠支持不同結(jié)構(gòu)的器件，在多種平臺運行，提供易于使用的界面，并且有廣泛的特征。此外，一個設計系統(tǒng)應該能給設計師提供充分自由的設計輸入方法和設計工具選擇。 編程器是一種專門用于對可編程器（如 EPROM,EEPROM,GAL,CPLD,PAL 等）進 行編程的專業(yè)設備 PLD 器件的邏輯功能描述一般分為原理圖描述和硬件描述語言描述，原理圖描述是一種直觀簡便的方法，它可以將現(xiàn)有的小規(guī)模集成電路實現(xiàn)的功能直接用 PLD 器件來實現(xiàn)，而不必去將現(xiàn)有的電路用語言來描述，但電路圖描述方法無法做到簡練；硬件描述語言描述是可編程器件設計的另一種描述方法，語言描述可能精確和簡練地表示電路的邏輯功能，現(xiàn)在 PLD 的設計過程中廣泛使用 。 常用的硬件描述語言有 ABEL,VHDL 語言等，其中 ABEL 是一種簡單的硬件描述語言，其支持布爾方程、真值表、狀態(tài)機等邏輯描述，適用于計數(shù)器、譯碼器、運 算電路、比較器等邏輯功能的描述； VHDL 語言是一種行為描述語言，其編程結(jié)構(gòu)類似于計算機中的 C 語言，在描述復雜邏輯設計時，非常簡潔，具有很強的邏輯描述和仿真能力，是未來硬件設計語言的主流 [1]。 VHDL 就是超高速集成電路硬件描述語言。 覆蓋面廣，描述能力強，是 一個多層次的硬件描述語言。在 VHDL 語言中，設計的原始描述可以非常簡練，經(jīng)過層層加強后，最終可成為直接付諸生產(chǎn)的電路或版圖參數(shù)描述。具有良好的可讀性，即容易被計算機接湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 2 受，也容易被讀者理解。使用期長，不會因工藝變化而使描述過時。因為 VHDL 的硬件描述與工藝 無關(guān)，當工藝改變時，只需修改相應程序中的屬性參數(shù)即可。支持大規(guī)模設計的分解和已有設計的再利用。一個大規(guī)模的設計不可能由一個人獨立完成，必須由多人共同承擔， VHDL 為設計的分解和設計的再利用提供了有力的支持 [2]。 EDA 發(fā)展概況 電 子設計技術(shù)的核心就是 EDA 技術(shù)， EDA 是指以計算機為工作臺，融合應用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子 CAD 通用軟件包，主要能輔助進行三方面的設計工作，即 IC 設計、電子電路設計和 PCB 設計。 EDA 技術(shù)已有 30年的發(fā)展歷程，大致可分為三個階段。 70 年代為 計算機輔助設計 (CAD)階段，人們開始用計算機輔助進行 IC 版圖編輯、 PCB 布局布線，取代了手工操作。 80 年代為計算機輔助工程 (CAE)階段。與 CAD 相比， CAE 除了有純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功能設計和結(jié)構(gòu)設計，并且通過電氣連接網(wǎng)絡表將兩者結(jié)合在一起，實現(xiàn)了工程設計。CAE 的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線， PCB 后分析。90 年代為電子系統(tǒng)設計自動化 (EDA)階段。 [3] 隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在涉及機械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學、 軍事等領域的電子系統(tǒng)設計工作中， EDA 技術(shù)的含量正以驚人的速度上升，它已成為當今電子技術(shù)發(fā)展的前沿之一。 EDA 以計算機為工具，設計者在其軟件平臺上，用硬件描述語言 HDL 完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。 利用 EDA 技術(shù) [2](特指 IES/ASIC 自動設計技術(shù) )進行電子系統(tǒng)的設計，具有以下幾個特點：① 用軟件的方式設計硬件；② 用軟件方式設計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的；③ 設 計過程中可用有關(guān)軟件進行各種仿真；④ 系統(tǒng)可現(xiàn)場編程，在線升級；⑤ 整個系統(tǒng)可集成在一個芯片上，體積小、功耗低、可靠性高； 6．從以前的“組合設計”轉(zhuǎn)向真正的“自由設計”； 7．設計的移植性好，效率高； 8．非常適合分工設計，團體協(xié)作。因此， EDA 技術(shù)是現(xiàn)代電子設計的發(fā)展趨勢。 電子設計自動化 (electronic design automation,EDA)技術(shù)的理論基礎 ,設計工具 ,湖南人 文科技學院畢業(yè)設計 3 設計器件應是這樣的關(guān)系 :設計師用硬件描述語言 HDL描繪出硬件的結(jié)構(gòu)或硬件的行為 ,再用設計工具將這些描述綜合映射成與半導體工藝有關(guān)的 硬件配置文件 ,半導體器件FPGA 則是這些硬件配置文件的載體 .當這些 FPGA 器件加載 ,配置上不同的文件時 ,這個器件便具有了相應的功能 .在這一系列的設計 ,綜合 ,仿真 ,驗證 ,配置的過程中 ,現(xiàn)代電子設計理論和現(xiàn)代電子設計方法貫穿于其中 。 中國 EDA 市場已漸趨成熟，不過大部分設計工程師面向的是 PC 主板和小型 ASIC領域，僅有小部分（約 11%）的設計人員 開 發(fā)復雜的片上系統(tǒng)器件。為了與臺灣和美國的設計工程師形成更有力的競爭，中國的設計隊伍有必要購入一些最新的 EDA 技術(shù)。在信息通信領域，要優(yōu)先發(fā)展高速寬帶信息網(wǎng)、深亞微米集 成電路、新型元器件、計算機及軟件技術(shù)、第三代移動通信技術(shù)、信息管理、信息安全技術(shù)，積極開拓以數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)為基礎的新一代信息產(chǎn)品，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，培育新的經(jīng)濟增長點。要大力推進制造業(yè)信息化，積極開展計算機輔助設計（ CAD）、計算機輔助工程（ CAE）、計算機輔助工藝（ CAPP）、計算機機輔助制造（ CAM）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ PDM）、制造資源計劃（ MRPII）及企業(yè)資源管理（ ERP）等。有條件的企業(yè)可開展 “網(wǎng)絡制造 ”，便于合作設計、合作制造，參與國內(nèi)和國際競爭。開展 “數(shù)控化 ”工程和 “數(shù)字化 ”工程。自動化儀表的技 術(shù)發(fā)展趨勢的測試技術(shù)、控制技術(shù)與計算機技術(shù)、通信技術(shù)進一步融合，形成測量、控制、通信與計算機（ M3C）結(jié)構(gòu)。在 ASIC 和 PLD 設計方面，向超高速、高密度、低功耗、低電壓方向發(fā)展。外設技術(shù)與 EDA 工程相結(jié)合 的市場前景看好，如組合超大屏幕的相關(guān)連接，多屏幕技術(shù)也有所發(fā)展 [3]。 中國自 1995 年以來加速開發(fā)半導體產(chǎn)業(yè)，先后建立了幾所設計中心，推動系列設計活動以應對亞太地區(qū)其它 EDA 市場的競爭。 在 EDA 軟件開發(fā)方