出租车计费器的PLD实现.doc

大学学士学位论文 出租车计费器的pld实现 第 PAGE 16页 共 NUMPAGES 17页 第 PAGE 17页 共 NUMPAGES 17页 11 方法 NUMPAGES 17共 出租车计费器的PLD实现 第一章 正 文 1.1绪论 1.1.1 PLD的发展现况及其研究意义 PLD/FPGA是近几年集成电路中发展最快的产品。由于PLD性能的高速发展以及设计人员自身能力的提高，可编程逻辑器件供应商将进一步扩大可编程芯片的领地，将复杂的专用芯片挤向高端和超复杂应用。据IC Insights的数据显示，PLD市场从1999年的29亿美元增长到去年的56亿美元，几乎翻了一番。Matas预计这种高速增长局面以后很难出现，但可编程逻辑器件依然是集成电路中最具活力和前途的产业。 什么原因使PLD发展如此之快？这主要是依赖通信和网络产品市场的飞速发展，而这一领域是PLD最大的应用市场。熟悉通信和网络的人一定知道这里玩的是协议，而通信协议好像海鲜价钱，说变就变。PLD正是发挥了它现场可编程的特点、绕过定制集成电路的复杂环节，极大地缩短了新品上市时间、提高了设计和使用的灵活性。因为通信和网络产品利润高，也因为PLD器件工艺复杂，因此PLD一直被认为是只能应用于高档产品。如通信产品和专业图象处理设备。但是随着半导体工艺的发展，PLD芯片的成本已越来越低，甚至已经可以和ASCI芯片和标准集成电路相互竞争，这使得PLD的应用领域不断扩大，反过来，这又进一步加速了PLD产品的发展。 1.1.2 PLD的历史溯源 可编程逻辑器件（PLD）经历了PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）、FPGA（现场可编程门阵列）几个发展阶段。使用PLD具有设计灵活、调试方便、系统可靠性高等众多优点，PLD已经成为科研实验、样机试制和小批量产品的首选方案。 工程应用中产品的硬件数字技术，其实现可归纳为三种：简单电路用门级原理图设计、小规模电路实现；复杂数字系统用模块级原理图设计、大规模专用芯片（如DSP（数字信号处理）、MPU（微处理器））等辅助电路实现；以及现代的PLD应用。 1.1.3 PLD在国内外的发展规模及趋势 目前PLD/CPLD约占全球市场规模的6成 ，但今后FPGA的比重将日益增大。 可编程逻辑器件国内外发展PLD发展方向有两个：一是向SOC方向发展，二是正在发展的ProASIC可替代ASIC（特定用途集成电路）。发展趋势主要体现在以下几点： 1.继续向更高密度，更大容量迈进 2.低密度PLD依然走俏 3.IP内核得到进一步发展 4.可编程逻辑器件嵌入标准单元 5.ASIC嵌入可编程逻辑单元 1.1.4 PLD的特点和应用 随着集成度的不断提高，PLD产品的性能大为改善，功能也不断增多。早期的PLD产品仅能够实现一些简单的逻辑功能，而现在已经逐渐把DSP、MCU、存储器及应用接口等集成到PLD中，使得PLD功能大为增强，并且逐渐转向可编程系统芯片(SOPC)，在可编程逻辑芯片上直接实现系统集成。目前，PLD 产品的速度通常都能够基本上满足一般系统的设计要求。一旦用户将所有主要的功能块集成之后，可以很方便地随着标准改变而重新配置，从而能够大大缩短开发周期，并且降低开发成本。可编程逻辑它的优势在于缩短开发生产周期，现场灵活性好 ，适于少量生产，不足之处是价格昂贵，适用于中小批量生产，随着微细化的进步，芯片面积缩小，价格迅速下降，市场发展加快。PLD在集成电路中有着举足轻重的地位，PLD的设计应用除了可以完全取代较简单的设计外，还在日益承担起复杂系统的越来越多的性能。PLD器件、产品已经在工程项目中得到广泛的应用，其可靠性设计比其先进性更为重要。作为电子信息专业的新时代大学生确实必要对其有一定的了解，本设计研究的目的在于了解各种PLD在电路结构和性能上的特点，以及它们都能用来实现哪些逻辑功能，适用在哪些场合。 1.1.5 本课题应主要解决的问题 根据要求设计原理图； 利用MAXPLUSⅡ作首次的功能性编译调试； 利用仿真软件现场调试，进入PCB设计调试环境，有正确波形输出。 第二章 设计详细说明 2.1根据设计要求，出租车的计费工作原理分成4个阶段： 1当车速达到一定程度时（用开关模拟），按行驶里程收费（用1秒脉冲模拟）；在刚开始计费时，应有起步费 10元，行驶5公里后，在起步费的基础上累计计费（按0.20元/里程脉冲（1秒脉冲模拟））。 2当车速达不到一定里程时，由计费器产生定时脉冲（用2秒脉冲模拟）取代里程脉冲，从而按时间计费。 3 当行驶里程超过30公里时，按 200%的收费率计数（ 0.40元/里程脉冲）（或计费脉冲）。 4汽车行驶结束后应有清零信号，等待下一次计费开始。