湖南理工学院学生科技创新项目

1、湖南理工学院学生科技创新项目结 题 报 告 书项 目 名 称： FPGA最小系统设计 项 目 负 责 人： 陈 斌 所 在 系 别： 物理与电子信息系 联 系 电 话： 填 表 日 期： 2007年12月21日 湖南理工学院教务处制一、基本情况项目名称FPGA最小系统的设计立项时间2007年5月8日完成时间2008年02月21日成果形式完成实物，图片为证是否通过鉴定否项目主要研究人员序号姓名性别年级系 别签名1陈斌男04物理与电子信息系2魏伟男04物理与电子信息系3刘杰男04物理与电子信息系456789101112二、研究成果简介 内容提示：该项目研究的目的、意义；研究成果的主要内容、重要观点

2、或对策建议；成果的学术价值、实践意义或社会影响；研究成果或研究方法的创新之处等。FPGA最小系统是从事ASIC开发、基于可编程逻辑器件的实验和开发等必须具备的系统。最小系统具有扩展方便的优点，这样可以方便的配置外围的其它电路，再通过编制程序完成数字部分电路的功能，能完成从简单的门级到系统级电路的设计。目前市场上的FPGA系统大部分是集成了外围电路的非最小系统，而为数不多的最小系统又存在时钟源少、接口混乱、设计不规范、价格昂贵等缺点。这样直接导致最小系统板的扩展性降低，与最小系统的设计宗旨背道而驰。本FPGA最小系统是以扩展方便为主要设计目的，并且要符合简单易用、经济实惠等原则。显然，本FPGA

3、最小系统将弥补现有最小系统在价格、扩展性、方便性等方面的不足。本课题的研究也为学院的大学生电子设计竞赛完成了可编程逻辑器件方面的硬件知识储备，为其取得好的成绩打下了必要的基础。本项目以硬件的形式设计制作好电路板，通过VHDL程序方便的实现任何数字逻辑电路，可以单独实现可编程片上系统（SOPC），与其他扩展相结合可以实现直接数字合成（DDS）、失真度测试等。三、项目研究总结报告 内容提示：预定计划执行情况，项目研究和实践情况，研究工作中取得的主要成绩和收获，研究工作有哪些不足，有哪些问题尚需研究，研究工作中的困难、问题和建议等。此课题获得了批准后，三个人分工协作，查找资料、设计电路图、绘制PCB

4、板、焊接PCB，最后调试中遇到了一些困难，特别是调试中遇到了FPGA重复配置的问题，在课题指导老师的指导下最后排除了困难，获得了成功，达到了性能指标。通过硬件描述语言和开发工具的支持，在该最小系统上已经验证的功能如下：1. 数字直接合成（DDS）的工作频率可以达到180MHz。2. 实现失真度测试，FFT采样点可以达到2048点，工作频率可以达到50MHz以上。3. 以8051标准总线形式与单片机通信。4. 90阶的数字FIR滤波器，采样位数为10位的情况下频率可以达到80MHz以上。5. 实现了片上系统的功能，内部集成NOIS II软核处理器，控制其它的外围设备。6. 控制HD7279与LC

5、D12864，能实现基本的逻辑控制功能，复杂的控制可以通过嵌入软核处理器实现。本系统在2007年全国大学生电子设计竞赛成功用于竞赛，全国二等奖作品音频信号分析仪中的高速数据采集和处理部分均由此系统完成，充分验证了本课题的成功性，也为以后电子竞赛可编程逻辑器件设计走出了开创性的一步。通过这个课题，学到了很多知识，非常感谢课题指导老师。图1 作品照片四、经费使用情况经费合计 600 元，其中，学校拨款 元，其他自筹经费 元经费支出情况： 打印、复印费：50元 购买资料光盘：100元 制版费 ：350元 其它 ：100元（所在系公章）： 五、指导教师及所在单位审核意见 内容提示：对结题的意见，包括对项目研究工作和研究成果的评价等。签 名： （所在系公章） 年