Đồ Án thiết kế hệ thống nhúng: Xây dựng danh bạ điện thoại dựa trên kit spartar-3e

Mục lục
Phần I GIỚI THIỆU VỀ SPARTAN -3E KIT BOARD VÀ MÔI TRƯỜNG LẬP
TRÌNH ISE 9.2I . . 3
I.1 Hãng Xilinx . . 3
I.2 Mạch phát triển họ Spartan 3E Kit Board của hãng Xilink . . 3
I.2.1 Kiến trúc cơ bản . . 3
I.2.2 Các thông số kỹ thuật và một số hình ảnh . . 5
I.2.3 Mã số Chip và ý nghĩa của nó . 6
I.3 Môi trường lập trình ISE Foundation 9.2i . . 7
I.3.1. Giới thiệu môi trường lập trình ISE . 7
I.3.2 Ý nghĩa của bộ công cụ ISE . . 9
I.3.3 Giới thiệu các công cụ lập trình của hãng Xilink . 9
I.3.4 Sơ lược cách sử dụng phần mềm ISE Foundation 9.2i . 11
Phần II : GIỚI THIỆU VỀ BÀN PHÍM PS2, LCD VÀ SDRAM . 15
II.1 Giới thiệu về bàn phím PS2 . 15
II.1.1 Tổng quan về bàn phím PS2 . 15
II.1.2 Giao tiếp bàn phím với kit Spartar-3E thông qua cổng PS2 . 17
II.2. Giới thiệu về LCD: . 19
II.2.1 Giới thiệu chung . 19
II.2.2 Nguyên lý hoạt động . 20
II.2.3. Các thuận lợi và bất lợi của LCD . 21
II.2.4 Sơ đồ chân chức năng . 22
II.2.5. Tập lệnh của LCD . 25
II.2.6 Bảng mã của LCD . 29
II.3 SDRAM (kit Spartan-3E) . 31
Phần III : CHI TIẾT THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG . 34
III.1 Truyền dữ liệu từ bàn phím PS2: . 35
III.1.1 Module ps2_rx . 36
III.1.2 Module key_code . 38
III.1.3 Module chuyển mã ASCII . 38
III.1.4 Module hiển thị & test PS2 . 38
III.2 LCD controller : . 39
III.2.1 Sơ đồ khối của module LCD_controller . 39
III.2.2 Hoạt động của module LCD_controller . 41
Phần IV: KẾT QUẢ . 45
1 ----Nhóm 9----




Báo cáo hệ thống nhúng
Tóm tắt:
VHDL là ngôn ngữ mô tả phần cứng cho các mạch tích hợp tốc độ
rất cao, là một loại ngôn ngữ mô tả phần cứng được phát triển dùng cho
trương trình VHSIC (Very High Speed Itergrated Circuit) của bộ quốc
phòng Mỹ. Nó là một ngôn ngữ độc lập không gắn với bất kỳ một phương
pháp thiết kế, một bộ mô tả hay công nghệ phần cứng nào. Người thiết kế
có thể tự do lựa chọn công nghệ, phương pháp thiết kế trong khi chỉ sử
dụng một ngôn ngữ duy nhất. Chính vì vậy mà trong bài báo cáo này
chúng tôi sử dụng ngôn ngữ lập trình VHDL để thực hiện thiết kế một chip
xử lý ( trên kit FPGA Spartar - 3E của hang Xilinx) để xử lý giao tiếp tín
hiệu với bàn phím PS2 và xuất dữ liệu ra LCD. Dữ liệu này đồng thời sẽ
được lưu trữ trong SDRAM dưới dạng tên trong một danh bạ điện thoại và
chip cũng chịu trách nhiệm thực hiện việc search tên này để lấy dữ liệu ra.
Bài báo cáo sẽ gồm 4 phần, phần 1 sẽ giới thiệu về Kit Spartar-3E phần
thứ 2 sẽ nói tới các phần cứng giao tiếp với KIT bao gồm keyboard, LCD,
và SDRAM. Phần 3 sẽ là phương án thực hiện và cuối cùng là tổng kết các
kết quả thu được.
2 ----Nhóm 9----




Báo cáo hệ thống nhúng
Phần I GIỚI THIỆU VỀ SPARTAN -3E KIT BOARD
VÀ MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH ISE 9.2I
I.1 Hãng Xilinx
Xilinx là nhà phát triển hàng đầu hiện nay trong lĩnh vực chip khả
trình, được thành lập bởi Ross Freeman, Bernie Vonderschmitt, và Jim
Barnett, và có trụ sở tại thung lũng Silicon. Trụ sở chính hiện nay ở San
Jose, California. Là thành viên của nhóm 100 công ti hàng đầu thế giới
hiện nay do tạp chí Fortune bình chọn.
Xilinx là nhà phát triển FPGA, CPLD được sử dụng rộng rãi trong
những ứng dụng truyền thông, tự động hóa, mật mã .và các lĩnh vực
khác. Các sản phẩm phần cứng của Xilin gồm có các dòng CPLD :
CoolRunner, các họ FPGA như Spartans, Virtex .
Xilinx còn cung cấp các phần mềm hỗ trợ lập trình FPGA, CPLD như
ISE, EDK, LogicCore, System Generator. Các công cụ này hỗ trợ rất nhiều
cho quá trình lập trình FPGA, giúp giảm thời gian và công sức thiết kế. Các
phiên bản phần mềm trên được nâng cấp thường xuyên.
I.2 Mạch phát triển họ Spartan 3E Kit Board của hãng Xilink
I.2.1 Kiến trúc cơ bản
Cấu trúc tổng quan của Spartan 3E gồm có 5 thành phần có chức
năng khả trình cơ bản sau:
+ Configurable Logic Blocks (CLBs): Bao gồm các Look-Up
Tables (LUTs) rất linh động có chức năng thực thi các logic và các phần tử
nhớ dùng như là các flip-flop hoặc các chốt (latch). CLB thực hiện phần lớn
các chức năng logic như là lưu trữ dữ liệu,
+ Input/Output Blocks (IOBs): Điều khiển dòng dữ liệu giữa các
chân vào ra I/O và các logic bên trong của FPGA. IOBs hỗ trợ luồng dữ
liệu 2 chiều (bidirectional data flow) và hoạt động logic 5 trạng thái (5
state). Hỗ trợ phần lớn các chuẩn tín hiệu, bao gồm một vài chuẩn tốc độ
cao, như Double Data- Rate (DDR).
+ Block RAM : Cho phép lưu trữ dữ liệu dưới dạng các khối (block)
dual-port 18-Kbit.