Đồ Án 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




​. 54



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 b­ước đi lên của đất nư­ớc.
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 n­ước nhà.
Bởi định hư­ớng đi tắt đón đầu của đất n­ước, 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 tôi đã chọn đề tài “Điều khiển tín hiệu bàn phím chuẩn PS2 và tín hiệu VGA dựa trên công nghệ FPGA ”.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo đặc biệt là KS. Lê Đình Công đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi, xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên để tôi có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt đẹp.