rainy_spirit
New Member
Download miễn phí Điều khiển tín hiệu bàn phím chuẩn PS2 và tín hiệu VGA dựa trên công nghệ FPGA
Mục Lục
Mục Lục 1
Danh mục hình vẽ 3
Danh mục bảng 4
Lời nói đầu 5
Thuật Ngữ Tiếng Anh 6
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ FPGA VÀ NGÔN NGỮ VHDL 8
1.1 Tổng quan về FPGA 8
1.1.1. Lịch sử ra đời của FPGA 8
1.1.2. Khái niệm cơ bản và cấu trúc của FPGA 8
1.1.3. Các ứng dụng của FPGA 11
1.1.4 Ý nghĩa và vai trò của FPGA 11
1.1.5 So sánh FPGA với một số mạch lập trình được 13
1.1.5.1 FPGA với CPLD 13
1.1.5.2 FPGA với SoC 13
1.1.6 Trình tự thiết kế chip dựa vào FPGA 14
1.2 Ngôn ngữ mô tả phần cứng - VHDL 17
1.2.1 Đặt vấn đề 17
1.2.2 Những ưu điểm của phương pháp thiết sử dụng HDL. 18
1.2.3. Giới thiệu ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL 19
1.2.4 Cấu trúc một mô hình hệ thống mô tả bằng VHDL 20
1.2.5 Trình tự thiết kế một chíp dựa trên VHDL 23
CHƯƠNG II - GIỚI THIỆU VỀ SPARTAN -3E KIT VÀ ISE 9.2I 25
2.1 Hãng Xilinx 25
2.2 Mạch phát triển họ Spartan 3E Kit Board của hãng Xilink 25
2.2.1 Kiến trúc cơ bản 25
2.2.2 Các thông số kỹ thuật và một số hình ảnh 27
2.2.3 Mã số Chip và ý nghĩa của nó. 28
2.3 Môi trường lập trình ISE Foundation 9.2i 29
2.3.1. Giới thiệu môi trường lập trình ISE. 29
2.3.2 Ý nghĩa của bộ công cụ ISE 30
2.3.3 Giới thiệu các công cụ lập trình của hãng Xilink 30
2.3.3.1 ISE 9.2 30
2.3.3.2 Logic Core 9.2 31
2.3.3.3 EDK 9.2 31
2.3.3.4 System Generator 9.2 31
2.3.4 Sơ lược cách sử dụng phần mềm ISE Foundation 9.2i 32
CHƯƠNG III – TÌM HIỂU TÍN HIỆU PS2 VÀ VGA 36
3.1 Khái niệm về VGA 36
3.1.1 Nguyên lý hoạt động của màn hình 36
3.1.1.1 Lý thuyết về điểm ảnh 36
3.1.1.2 Các màu cơ bản 37
3.1.1.3 Nguyên lý truyền hình cơ bản 38
3.1.1.4 Các chỉ tiêu của màn hình 41
3.1.2 VGA 43
3.1.3 Các thông số kỹ thuật của VGA 43
3.1.4 DB-15 Connector 44
3.2 Sử dụng cổng VGA của Spartan-3E Kit 45
3.2.1 Các chân tín hiệu 45
3.2.2 Định thời tín hiệu cho chế độ hiển thị VGA 60Hz, 640x480 47
3.3 Cổng chuột và bàn phím PS/2 51
CHƯƠNG IV – THIẾT KẾ HỆ THỐNG 56
4.1 Phân tích bài toán 56
4.2 Hiển thị hình ảnh lên màn CRT qua cổng VGA 56
4.3 Giao tiếp dữ liệu với bàn phím và mã hóa thành mã ASCII 58
4.4 Các thành phần ROM và RAM 73
4.4.1. SRAM 73
4.4.2 ROM 74
4.5 Thực thể ghép nối Top – Module 89
Kết luận và nhận xét 94
Tài liệu tham khảo 95
Lời nói đầu
Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, công nghiệp hoá, hiện đại hoá, với xu thế hội nhập kinh tế quốc tế. Sự phát triển của các doanh nghiệp, các ngành nghề là hết sức quan trọng, đóng vai trò tiên quyết cho sự vững b¬ước đi lên của đất nư¬ớc.
Ngành Điện tử - Viễn Thông Việt Nam, một trong những ngành có vai trò quan trọng trong kết cấu hạ tầng cơ sở của nền kinh tế quốc dân cũng đang có sự đóng góp lớn lao cho sự lớn mạnh của nền kinh tế, ổn định chính trị và an ninh quốc phòng n¬ước nhà.
Bởi định hư¬ớng đi tắt đón đầu của đất n¬ước, công nghệ Điện tử nói chung và công nghệ FPGA nói riêng ngày càng lớn mạnh ở Việt Nam chúng ta. Tính linh động cao trong quá trình thiết kế cho phép FPGA giải quyết những bài toán phức tạp mà trước kia chỉ thực hiện nhờ phần mềm máy tính. Ngoài ra, nhờ mật độ cổng logic cao, FPGA được ứng dụng cho những bài toán đòi hỏi khối lượng tính toán lớn và dùng trong các hệ thống làm việc theo thời gian thực. Những ứng dụng trong thực tế của FPGA rất rộng rãi, bao gồm: Các hệ thống hàng không, vũ trụ, quốc phòng, tiền thiết kế mẫu ASIC (ASIC prototyping), các hệ thống điều khiển trực quan, phân tích nhận dạng ảnh, nhận dạng tiếng nói, mật mã học, mô hình phần cứng máy tính... Đặc biệt, với khả năng tái lập trình, người sử dụng có thể thay đổi lại thiết kế của mình chỉ trong vài giờ..
Nhờ những đặc điểm mạnh mẽ và ứng dụng thực tiễn của FPGA tui đã chọn đề tài “Điều khiển tín hiệu bàn phím chuẩn PS2 và tín hiệu VGA dựa trên công nghệ FPGA ”.
tui xin chân thành Thank các thầy cô giáo đặc biệt là KS. Lê Đình Công đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi, xin Thank gia đình, bạn bè đã động viên để tui có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt đẹp.
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ FPGA VÀ NGÔN NGỮ VHDL
1.1 Tổng quan về FPGA
1.1.1. Lịch sử ra đời của FPGA
FPGA được thiết kế đầu tiên bởi Ross Freeman, người sáng lập công ty Xilinx vào năm 1984, kiến trúc mới của FPGA cho phép tích hợp số lượng tương đối lớn các phần tử bán dẫn vào một vi mạch. So với kiến trúc trước đó là CPLD, FPGA có khả năng chứa tới từ 100.000 đến hàng vài tỷ cổng logic, trong khi CPLD chỉ chứa từ 10.000 đến 100.000 cổng logic; con số này đối với PAL, PLA còn thấp hơn nữa chỉ đạt vài nghìn đến 10.000.
CPLD được cấu trúc từ số lượng nhất định các khối SPLD (Simple programable logic device) thuật ngữ chung chỉ PAL, PLA. SPLD thường là một mảng logic AND/OR lập trình được có kích thước xác định và chứa một số lượng hạn chế các phần tử nhớ đồng bộ (clocked register). Cấu trúc này hạn chế khả năng thực hiện những hàm phức tạp và thông thường hiệu suất làm việc của vi mạch phụ thuộc vào cấu trúc cụ thể của vi mạch hơn là vào yêu cầu bài toán.
Kiến trúc của FPGA là kiến trúc mảng các khối logic, mỗi khối này nhỏ hơn nhiều nếu đem so sánh với một khối SPLD, ưu điểm này giúp FPGA có thể chứa nhiều hơn các phần tử logic và phát huy tối đa khả năng lập trình của các phần tử logic và hệ thống mạch kết nối, để đạt được mục đích này thì kiến trúc của FPGA phức tạp hơn nhiều so với CPLD.
Một điểm khác biệt nữa với CPLD là trong những FPGA hiện đại được tích hợp nhiều bộ logic số học đã được tối ưu hóa, hỗ trợ RAM, ROM, tốc độ cao, hay các bộ nhân, cộng dùng cho những ứng dụng xử lý tín hiệu số.
Ngoài khả năng cấu trúc lại vi mạch ở mức toàn cục, một số FPGA hiện đại còn hỗ trợ cấu trúc lại ở mức cục bộ, tức là khả năng cấu trúc lại một bộ phận riêng lẻ trong khi vẫn đảm bảo hoạt động bình thường cho các bộ phận khác
1.1.2. Khái niệm cơ bản và cấu trúc của FPGA
FPGA (Field Programable Gate Arrays - Ma trận cổng lập trình được theo hàng) là một thiết bị bán dẫn bao gồm các khối logic lập trình được gọi là "Logic Block", và các kết nối khả trình. Các khối logic có thể được lập trình để thực hiện các chức năng của các khối logic cơ bản như AND, XOR, hay các chức năng kết hợp
phức tạp hơn như decoder hay các phép tính toán học. Trong hầu hết các kiến trúc FPGA, các khối logic cũng bao gồm cả các phần tử nhớ. Đó có thể là các Flip-Flop hay những bộ nhớ hoàn chỉnh hơn.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Mục Lục
Mục Lục 1
Danh mục hình vẽ 3
Danh mục bảng 4
Lời nói đầu 5
Thuật Ngữ Tiếng Anh 6
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ FPGA VÀ NGÔN NGỮ VHDL 8
1.1 Tổng quan về FPGA 8
1.1.1. Lịch sử ra đời của FPGA 8
1.1.2. Khái niệm cơ bản và cấu trúc của FPGA 8
1.1.3. Các ứng dụng của FPGA 11
1.1.4 Ý nghĩa và vai trò của FPGA 11
1.1.5 So sánh FPGA với một số mạch lập trình được 13
1.1.5.1 FPGA với CPLD 13
1.1.5.2 FPGA với SoC 13
1.1.6 Trình tự thiết kế chip dựa vào FPGA 14
1.2 Ngôn ngữ mô tả phần cứng - VHDL 17
1.2.1 Đặt vấn đề 17
1.2.2 Những ưu điểm của phương pháp thiết sử dụng HDL. 18
1.2.3. Giới thiệu ngôn ngữ mô tả phần cứng VHDL 19
1.2.4 Cấu trúc một mô hình hệ thống mô tả bằng VHDL 20
1.2.5 Trình tự thiết kế một chíp dựa trên VHDL 23
CHƯƠNG II - GIỚI THIỆU VỀ SPARTAN -3E KIT VÀ ISE 9.2I 25
2.1 Hãng Xilinx 25
2.2 Mạch phát triển họ Spartan 3E Kit Board của hãng Xilink 25
2.2.1 Kiến trúc cơ bản 25
2.2.2 Các thông số kỹ thuật và một số hình ảnh 27
2.2.3 Mã số Chip và ý nghĩa của nó. 28
2.3 Môi trường lập trình ISE Foundation 9.2i 29
2.3.1. Giới thiệu môi trường lập trình ISE. 29
2.3.2 Ý nghĩa của bộ công cụ ISE 30
2.3.3 Giới thiệu các công cụ lập trình của hãng Xilink 30
2.3.3.1 ISE 9.2 30
2.3.3.2 Logic Core 9.2 31
2.3.3.3 EDK 9.2 31
2.3.3.4 System Generator 9.2 31
2.3.4 Sơ lược cách sử dụng phần mềm ISE Foundation 9.2i 32
CHƯƠNG III – TÌM HIỂU TÍN HIỆU PS2 VÀ VGA 36
3.1 Khái niệm về VGA 36
3.1.1 Nguyên lý hoạt động của màn hình 36
3.1.1.1 Lý thuyết về điểm ảnh 36
3.1.1.2 Các màu cơ bản 37
3.1.1.3 Nguyên lý truyền hình cơ bản 38
3.1.1.4 Các chỉ tiêu của màn hình 41
3.1.2 VGA 43
3.1.3 Các thông số kỹ thuật của VGA 43
3.1.4 DB-15 Connector 44
3.2 Sử dụng cổng VGA của Spartan-3E Kit 45
3.2.1 Các chân tín hiệu 45
3.2.2 Định thời tín hiệu cho chế độ hiển thị VGA 60Hz, 640x480 47
3.3 Cổng chuột và bàn phím PS/2 51
CHƯƠNG IV – THIẾT KẾ HỆ THỐNG 56
4.1 Phân tích bài toán 56
4.2 Hiển thị hình ảnh lên màn CRT qua cổng VGA 56
4.3 Giao tiếp dữ liệu với bàn phím và mã hóa thành mã ASCII 58
4.4 Các thành phần ROM và RAM 73
4.4.1. SRAM 73
4.4.2 ROM 74
4.5 Thực thể ghép nối Top – Module 89
Kết luận và nhận xét 94
Tài liệu tham khảo 95
Lời nói đầu
Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, công nghiệp hoá, hiện đại hoá, với xu thế hội nhập kinh tế quốc tế. Sự phát triển của các doanh nghiệp, các ngành nghề là hết sức quan trọng, đóng vai trò tiên quyết cho sự vững b¬ước đi lên của đất nư¬ớc.
Ngành Điện tử - Viễn Thông Việt Nam, một trong những ngành có vai trò quan trọng trong kết cấu hạ tầng cơ sở của nền kinh tế quốc dân cũng đang có sự đóng góp lớn lao cho sự lớn mạnh của nền kinh tế, ổn định chính trị và an ninh quốc phòng n¬ước nhà.
Bởi định hư¬ớng đi tắt đón đầu của đất n¬ước, công nghệ Điện tử nói chung và công nghệ FPGA nói riêng ngày càng lớn mạnh ở Việt Nam chúng ta. Tính linh động cao trong quá trình thiết kế cho phép FPGA giải quyết những bài toán phức tạp mà trước kia chỉ thực hiện nhờ phần mềm máy tính. Ngoài ra, nhờ mật độ cổng logic cao, FPGA được ứng dụng cho những bài toán đòi hỏi khối lượng tính toán lớn và dùng trong các hệ thống làm việc theo thời gian thực. Những ứng dụng trong thực tế của FPGA rất rộng rãi, bao gồm: Các hệ thống hàng không, vũ trụ, quốc phòng, tiền thiết kế mẫu ASIC (ASIC prototyping), các hệ thống điều khiển trực quan, phân tích nhận dạng ảnh, nhận dạng tiếng nói, mật mã học, mô hình phần cứng máy tính... Đặc biệt, với khả năng tái lập trình, người sử dụng có thể thay đổi lại thiết kế của mình chỉ trong vài giờ..
Nhờ những đặc điểm mạnh mẽ và ứng dụng thực tiễn của FPGA tui đã chọn đề tài “Điều khiển tín hiệu bàn phím chuẩn PS2 và tín hiệu VGA dựa trên công nghệ FPGA ”.
tui xin chân thành Thank các thầy cô giáo đặc biệt là KS. Lê Đình Công đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi, xin Thank gia đình, bạn bè đã động viên để tui có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt đẹp.
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ FPGA VÀ NGÔN NGỮ VHDL
1.1 Tổng quan về FPGA
1.1.1. Lịch sử ra đời của FPGA
FPGA được thiết kế đầu tiên bởi Ross Freeman, người sáng lập công ty Xilinx vào năm 1984, kiến trúc mới của FPGA cho phép tích hợp số lượng tương đối lớn các phần tử bán dẫn vào một vi mạch. So với kiến trúc trước đó là CPLD, FPGA có khả năng chứa tới từ 100.000 đến hàng vài tỷ cổng logic, trong khi CPLD chỉ chứa từ 10.000 đến 100.000 cổng logic; con số này đối với PAL, PLA còn thấp hơn nữa chỉ đạt vài nghìn đến 10.000.
CPLD được cấu trúc từ số lượng nhất định các khối SPLD (Simple programable logic device) thuật ngữ chung chỉ PAL, PLA. SPLD thường là một mảng logic AND/OR lập trình được có kích thước xác định và chứa một số lượng hạn chế các phần tử nhớ đồng bộ (clocked register). Cấu trúc này hạn chế khả năng thực hiện những hàm phức tạp và thông thường hiệu suất làm việc của vi mạch phụ thuộc vào cấu trúc cụ thể của vi mạch hơn là vào yêu cầu bài toán.
Kiến trúc của FPGA là kiến trúc mảng các khối logic, mỗi khối này nhỏ hơn nhiều nếu đem so sánh với một khối SPLD, ưu điểm này giúp FPGA có thể chứa nhiều hơn các phần tử logic và phát huy tối đa khả năng lập trình của các phần tử logic và hệ thống mạch kết nối, để đạt được mục đích này thì kiến trúc của FPGA phức tạp hơn nhiều so với CPLD.
Một điểm khác biệt nữa với CPLD là trong những FPGA hiện đại được tích hợp nhiều bộ logic số học đã được tối ưu hóa, hỗ trợ RAM, ROM, tốc độ cao, hay các bộ nhân, cộng dùng cho những ứng dụng xử lý tín hiệu số.
Ngoài khả năng cấu trúc lại vi mạch ở mức toàn cục, một số FPGA hiện đại còn hỗ trợ cấu trúc lại ở mức cục bộ, tức là khả năng cấu trúc lại một bộ phận riêng lẻ trong khi vẫn đảm bảo hoạt động bình thường cho các bộ phận khác
1.1.2. Khái niệm cơ bản và cấu trúc của FPGA
FPGA (Field Programable Gate Arrays - Ma trận cổng lập trình được theo hàng) là một thiết bị bán dẫn bao gồm các khối logic lập trình được gọi là "Logic Block", và các kết nối khả trình. Các khối logic có thể được lập trình để thực hiện các chức năng của các khối logic cơ bản như AND, XOR, hay các chức năng kết hợp
phức tạp hơn như decoder hay các phép tính toán học. Trong hầu hết các kiến trúc FPGA, các khối logic cũng bao gồm cả các phần tử nhớ. Đó có thể là các Flip-Flop hay những bộ nhớ hoàn chỉnh hơn.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí