毕业设计（论文）：基于FPGA的乒乓球游戏参考设计.doc

基于XILINX-FPGA的乒乓球游戏参考设计 一、背景： Xilinx 大学计划一直致力于为工程课程提供新一代软件和硬件设计流程。全球所使用 Xilinx 系统进行教学和研究的大学。自 1985 年成立之初，Xilinx 就一直与大学保持着密切联系通过XUP计划，学术机构可以获取第三方供应商提供的最新开发工具和开发板。利用最新的 FPGA 技术教育和研究实验室与世界保持同步FPGA（Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列）是在PAL、GAL、PLD 等器件的基础上进一步发展的产物，是专用集成电路（ASIC）中集成度最高的一种。FPGA可以用VHDL或verilogHDL来编程，灵活性强，由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以充分地进行设计开发和验证。当电路有少量改动时，更能显示出FPGA的优势，其现场编程能力可以延长产品在市场上的寿命，而这种能力可以用来进行系统升级或除错。 外设列表 版载外设 扩展外设 LED显示灯 8个 LCD液晶模块 1个 拨动开关 8个 A/D模块 1个 低电平有效按钮 8个 D/A模块 1个 VGA端口 1个 温度模块 1个 PS2端口 1个 旋钮编码器模块 1个 RS232接口 1个 EEPROM 1个 4位七段数码管 1个 红外收发模块 1个 直流电机模块 1个 注：扩展外设是通过4个具备8 个IO 信号的12 脚扩展I/O 接口，分别为J5-EXPORT1、J6-EXPORT2、J7-EXPORT3、J10-EXPORT5，每个接口1-8 号管脚与FPGA 的IO 引脚相连，另外四个管脚分别为DC +3.3V（VCC33D）与GND。其中J5-EXPORT1 受控于8 位DIP 开关JP2，J10-EXPORT5 受控于8 位DIP 开关JP1。 三、培训资料（1）高教社提供：EXCD-1板卡和光碟2张（2）XILINX提供：EDK例程 1个（基于HEP板的VGA游戏）和相关技术资料 四、参考设计 我们建议使用XPS（Xilinx Platform Studio）工具搭建基于XILINX-FPGA的SOC总线结构。如下图所示： 在本参考设计中只包含mircoblaze通过FSL总线驱动VGA,在屏幕上显示一些基本元件.RS232用作创建的最小系统的检测。(结构见图中天蓝颜色部分). 本参考设计的硬件实物参照图如下: 基于FPGA的乒乓球游戏参考设计详细流程 目 录 Abstract 1．建立一个最小系统1.1 打开XPS创建系统1.2 生成测试文件 2．添加VGA/FSL外围设备 2.1 创建VGA的P核 2.2 安装VGA的模板核 2.3 重新导入VGA的模板核 2.4 连接VGA核到内核 2.5 连接VGA核到外部引脚 2.6 VGA核的约束 2.7 实践 3．用C编制游戏程序 3.1 添加软件工程 3.2 设置 1．创建最小系统 1.1 打开XPS并创建一个系统 1.2 生成测试文档. 建立好工程后.点菜单Device Configuration选Update Bitstream,生成一个最终的bit文件. 将HEP板子与下载器连接好,下载器连接电脑并安装驱动,将HEP板子的232口和电脑的232口连接.然后在设置超级终端.方法是”开始”-所有程序-附件-通讯-超级终端,将属性设置成 115200/8/无/1/无. 设置完成后,将bit文件下载到HEP板卡上.在超级终端上你可以看到 说明板卡一切正常.可以完成接下来的项目了. 2．添加VGA FSL外围设备 2.1 建立VGA的P核 在HARDWARE目录下，选择CREATE OR IMPORT PERIPHERAL，然后按照以下步骤完成向导 注意：CPU需要配置4道32位外围通道，因为在我们这个例程中要用到2个动态项目（一对32位的X和Y数据） FSL的外围配置已经完成了，接下来就是VGA模块。 2.2 安装VGA的模板核 拷贝我们给出的VHDL文件到你的工程目录下的\pcores\vga_v1_00_a\hdl\vhdl目录。路径必须正确，在那个文件夹下会有一个VGA.vhd文件。最好花点时间把你拷贝的文件看懂。 VGA.vhd文件是FSL总线的封装文件，它的作用是读取4个数据（2对XY）然后发送到外部显示编码器。 VGA_TOP.VHD是显示编码器单元。其中包含了2个元件：VGA_SYNC.VHD 和 VGA_BUFFER.VHD. 2.3重新导入VGA的模板核 用CREATE OR IMPORT PERIPHERAL…选项重新将定义好的VGA FSL导入XPS 这里选‘是’ vga.vhd必须作为第一个文件，否则你会出现错误提示。 2.4 连