【正文】 ............................................................................................................. 1 第二部分 系統(tǒng)設(shè)計 .................................................................................................................. 2 .......................................................................................................................... 2 .................................................................................................................. 4 ........................................................................................................... 4 ................................................................................................... 4 ........................................................................................................... 5 ............................................................................................................... 8 ............................................................................................................... 8 ............................................................................................................. 10 ......................................................................................................... 10 ......................................................................................................... 11 ........................................................................................................ 14 ...................................................................................................... 14 ..................................................................................................... 14 III ..................................................................................................... 18 ................................................................................................................ 31 第三部分 結(jié)果與分析 ............................................................................................................ 35 ................................................................................................................ 35 ................................................................................................................ 36 優(yōu)化 ............................................................................................................. 38 ............................................................................................................ 40 第四部分 總結(jié)與結(jié)論 ............................................................................................................ 41 ........................................................................................................................ 41 ........................................................................................................................ 41 第五部分 附錄部分 ................................................................................................................ 43 ........................................................................................................ 43 ................................................................................................................. 43 ............................................................................................................................ 59 ........................................................................................................................ 67 數(shù)字電路綜合 實驗 第四步：仿真驗證 經(jīng)過前三步之后，系統(tǒng)設(shè)計基本完成，需要對系統(tǒng)主要功能進(jìn)行仿真驗證，更進(jìn)一步分析狀態(tài)機(jī)、電路邏輯和時序配合等是否正確。報告 第 6頁 作用為 集成子模塊功能，控制子模塊的連接和耦合信號。 數(shù)字電路綜合 實驗?zāi)K輸入輸出信號的耦合是在頂層模塊中進(jìn)行描述的，頂層模塊 VGAController 在數(shù)字系統(tǒng)中屬于控制器模塊，其設(shè)計是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的核心，故單獨敘述于 小節(jié)中，而其VHDL描述詳述于 。圖中沒有再標(biāo)注轉(zhuǎn)移條件。 數(shù)字電路綜合 實驗當(dāng)無鍵按下或多個鍵同時按下時，視為第五種狀態(tài)， hmov和 vmov保持不變，色塊不運動。 bt0,bt1,bt2,bt3,bt4: in std_logic。 end ponent。 end ponent。 數(shù)字電路綜合 實驗 process(clk25m) Select color of one mode to VAG interface begin if(rising_edge(clk25m)) then case state is when s0 = colorstmp = colors0。行同步區(qū)定義在 656～ 752像素之間。 end process。 VGAColor模塊的描述 該模塊 產(chǎn)生四種顯示模式 S0、 S S S3 的顏色圖像信號，其中用戶模式 S3 是調(diào)用 UserMode 模塊實現(xiàn)的。 64種純色的產(chǎn)生只要把 SW2～ SW7對應(yīng)賦值給顏色信號即可。 else ht = (others = 39。報告 第 24頁 Clock模塊的描述 Clock模塊主要描述分頻。 type userstates is (us0,us1,us2)。 end case。每 秒移動 60 個列像素點，移動完整個屏幕需要。039。 process(clk100hz) user state:us1 begin if (rising_edge(clk100hz)) then if (borderlr = 39。以左右邊界為例加以分析。 when 00001 = vmovus2 = vmovus2 + 1。 end process。仿真波形出現(xiàn)了未定狀態(tài)。容易看出，系統(tǒng)當(dāng)前正從第一個橫向彩條（顏色為 100100）轉(zhuǎn)向下一個彩條（顏色為 000001），這與代碼描述中定義值一致。 由于頂層設(shè)計采用了有限狀態(tài)機(jī)和子系統(tǒng)分模塊描述的方法，使得控制器具有很好的擴(kuò)展性。 圖 QuartusII編譯工程后的綜合報告。其主要實現(xiàn)邏輯器件是比較器。 在 VHDL 語言電 路優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，優(yōu)化主要包括面積優(yōu)化和速度優(yōu)化。狀態(tài)的選擇在邏輯器件實現(xiàn)時是 6個選擇器，其 輸入為 S0、 S S2 以及 S3 中的 US0、 US US2 共計 6 種狀態(tài)的六位顏色信號。隨著設(shè)計的深入，加上反復(fù)求精的過程磨練，逐步對硬件描述綜合出的實際電路形式有了更多的理解，對延時和資源占用有了初步概念。只要位置信息模塊 PixelCNT和行列同步與消隱信號正常（實際上前述仿真已能夠說明其正確性），即可很容易畫出動態(tài)的圖形。仿真結(jié)果說明狀態(tài)機(jī)工作正常。報告 第 32頁 圖 PixelCNT 模塊仿真圖（行計數(shù) ht 值） 從圖 和圖 不難看出像素計數(shù)值的變化和清零正確，符合 VGA 標(biāo)準(zhǔn)的定義參數(shù)要求。 when us2 = vmov = vmovus2。 vmovus2 = 0011110000。 這里在硬件實現(xiàn)時遇到了一些阻礙，初始的代碼中沒有在邊界“突變”的描述，即 hmovus1 = 0000101000。 end if。 end if。 數(shù)字電路綜合 實驗 scountn is signal for changing state scountn = clk100hz and scountmp1 and (not scountmp2)。 end process。 end if。 行列像素計數(shù)值是顏色和圖形產(chǎn)生和控制的基礎(chǔ)。 elsif hpos 640 and vpos 480 then colors0 = 011000。139。039。其中，行同步時序列表如下： 表 21 VGA行同步時序表 根據(jù)時序表，容易確定水平掃描的四個狀態(tài)區(qū)，即：行顯示區(qū)（ h_video）、行前端消隱區(qū)（ h_front）、行同步區(qū)（ h_sync）、行后端消隱區(qū)（ h_back）。 end case。 end arch。 ponent usermode Sub mode for user port (clk25m,clk100hz,clk1hz: i