中海大-计算机组成原理 single_cycle_cpu 单周期CPU pipeline_cpu 五级流水线CPU pipeline_CU_cpu 控制逻辑集成为CU模块 6pipeline_CU_cpu 将五级流水线扩展为6级流水线 vivado 2018.3 FPGA开发板

,No.26 基于FPGA的cordic算法实现,输出sin和cos波形(quartusii版本),包括程序操作录像，算法程序 CORDIC为Coordinate rotation digital computer的缩写，来自于J.E.Volder发表于1959年的lunwen中，是一种不同于“paper and penci\思路的一种数字计算方法，当时专为用于实时数字计算如导航方程中的三角关系和高速率三角函数坐标转而开发。 如今看来，CORDIC非但没有局限于以上方面，反而在各个数字计算如信号处理、图像处理、矩阵计算、自动控制和航空航天等各领域获得了广泛的使用并成为了各行业不可替代的基石。 所谓万物皆可信号处理，信号处理相关行业的各位与CORDIC自然难舍难分。 又所谓“为人不识CORDIC，读尽算法也枉然”，CORDIC算法并不新鲜.今天老生常谈下CORDIC算法，尽量将每一步公式的变展示清楚，希望对新手有用。 1.软件版本 Quartusii18.0+ModelSim-Altera 6.6d Starter Edition 2.运行方法 使用Quartusi18.0版本打开FPG

基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件 基于fpga 的四层电梯，仿真通过 带tb文件

标题中的"AllegroToAltium.zip"是一个压缩包文件，专门用于将Cadence的Allegro PCB设计软件的项目转换为Altium Designer兼容的格式。这个转换过程旨在确保在两个不同PCB设计平台间迁移时，所有设计信息都能完整保留，避免数据丢失。 描述中提到，这个工具支持Allegro 17.2或17.4版本，并且经过了测试，证明是有效的。转换过程快速，只需不到30秒，而且转换后的内容是完整的，没有任何信息丢失。此外，压缩包内还包含一个简单的教程，帮助用户了解如何操作。 标签"allegro altium PCB转换"表明，这个工具的核心功能是解决Allegro与Altium这两个PCB设计软件之间的互操作性问题。Allegro是Cadence Design Systems公司的一款高级PCB布局工具，而Altium Designer则是由Altium公司开发的另一款流行的PCB设计软件。在电子设计领域，设计师可能由于各种原因需要在不同的软件之间切换，所以这种转换工具非常实用。 在压缩包的文件列表中： 1. "Allegro2Altium.bat"很可能是一个批处理文件，用户运行这个文件就可以启动转换过程。批处理文件是一种包含一系列命令的文本文件，可以一次性执行这些命令，简化操作。 2. "说明.docx"是微软Word文档，里面应详细解释了如何使用这个转换工具，包括可能的步骤、注意事项以及解决常见问题的方法。 3. "AllegroExportViews.txt"可能是关于Allegro设计视图导出的说明文件，它指导用户如何正确设置Allegro项目，以便于转换过程中能捕获所有必要的设计信息。 在实际使用中，设计师首先需要按照"说明.docx"的指导进行准备，然后运行"Allegro2Altium.bat"来启动转换。转换完成后，设计师可以在Altium Designer中打开生成的文件，检查并继续他们的设计工作。这个工具的高效性和完整性对于需要在Allegro和Altium之间切换的设计团队来说是非常有价值的。

【手摇发电机】是一种利用机械能转换为电能的设备，尤其在户外活动或紧急情况下，它可以作为一种可靠的备用电源。本文将深入探讨如何自制一款便携式手摇发电机，包括其工作原理、所需材料和电路设计，以及如何利用它为电子设备如电脑和手机进行充电。 我们要理解手摇发电机的工作原理。手摇发电机基于电磁感应定律，当一个导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会在导体内产生电流。在这个过程中，手摇发电机的转子（旋转部分）通过手摇产生机械能，而定子（固定部分）内的线圈则在转子产生的磁场中运动，从而产生交流电。为了使输出的电力稳定，通常需要配备整流器和稳压器，将交流电转换为直流电，并保持电压稳定。 接下来，我们来看看制作所需的材料和基本结构。自制手摇发电机需要以下组件： 1. **转子**：由磁铁和轴组成，磁铁产生磁场，轴连接到手摇柄，便于转动。 2. **定子**：包含缠绕有电线的线圈，作为电能产生的地方。 3. **外壳**：保护内部组件不受损坏，同时也提供手握的把手。 4. **整流器和稳压器**：用于转换和稳定电压的电子元件。 5. **接口**：USB接口或其他适合电子设备的充电接口。 制作过程中，首先根据电路原理图组装转子和定子，确保磁铁和线圈位置正确。然后，将这些组件安装在外壳内，固定好轴并连接手摇柄。安装整流器和稳压器，通过USB接口或其他适配器连接到电子设备。 为电脑和手机充电的过程涉及到电能的转化和管理。由于电脑和手机需要特定的电压和电流来安全充电，所以稳压器至关重要。在手摇发电机产生交流电后，整流器将其转换为直流电，稳压器则确保输出电压在安全范围内，符合设备的充电需求。使用时，只需手摇发电机，通过USB线将发电机与电子设备相连，即可开始充电。 这种便携式手摇发电机不仅锻炼了动手能力，也体现了电子DIY的乐趣。在没有电网供电的情况下，它能够提供必要的电源，为我们的日常生活或户外探险带来便利。当然，实际制作时还需要考虑到效率、耐用性和便携性等因素，以确保手摇发电机的实际效果和使用寿命。 自制便携式手摇发电机是一项有趣且实用的技术应用，它结合了基础物理学原理与电子技术，让我们在实践中理解和应用科学知识。通过这样的项目，我们可以更好地理解电力产生和转换的过程，同时也能创造出真正符合个人需求的创新产品。

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### FPGA设计高级技巧—Xilinx篇 #### 一、综合工具与代码风格 在FPGA设计领域，选择合适的综合工具及编码风格对于实现高性能的设计至关重要。这部分内容将深入探讨综合工具的选择及其对代码风格的影响。 ##### 2.1 理解综合两个过程 综合是将高层次的设计（如Verilog或VHDL）转换为低层次的硬件描述（例如门级网表）的过程。这一过程可以分为两个主要步骤：逻辑综合与物理综合。逻辑综合侧重于将设计转换为逻辑门的形式，而物理综合则关注于布局布线以及优化硬件资源的利用。 ##### 2.2 不同综合工具的性能 不同的综合工具因其算法的不同，在性能、面积和功耗方面会有所差异。例如，Synplify Pro 和 Vivado HLS 是两种常见的FPGA综合工具，它们在处理复杂设计时可能会有不同的表现。了解这些工具的特点并根据具体需求选择合适的工具非常重要。 ##### 2.3 综合性能对Coding Style影响 编码风格直接影响综合工具的工作效率。良好的编码习惯能够帮助综合工具更好地理解和优化设计。例如，使用层次化的模块设计可以使设计更易于理解和维护；使用并行结构而不是嵌套结构可以减少综合时间并提高综合质量。 #### 二、FPGA器件结构：VirtexII VirtexII系列是Xilinx推出的一款高性能FPGA器件，其结构特点如下： ##### 3.1 器件结构对Coding Style的影响 - **3.1.1 FPGA结构**：介绍了FPGA的基本结构，包括可编程逻辑块（CLBs）、输入输出块（IOBs）和可编程互联资源。 - **3.1.2 ASIC结构**：对比了ASIC与FPGA的结构差异，强调了FPGA在灵活性方面的优势。 - **3.1.3 Coding Style的对比**：讨论了针对不同FPGA架构的编码风格差异。 ##### 3.2 VirtexII功能概述 VirtexII系列提供了丰富的资源和特性，如高速DSP模块、大容量Block RAM等，这些特性使得VirtexII在高性能计算和通信领域有着广泛的应用。 ##### 3.3 结构概述 - **3.3.1 CLB**：可编程逻辑块（CLB）是FPGA的核心单元，每个CLB由两个slice组成，每个slice包含两个4输入查找表（LUTs）、触发器（FFs）和其他辅助逻辑。 - **3.3.2 Slice**：进一步详细介绍了slice的内部结构，包括LUTs、触发器和其他资源。 - **3.3.3 LUT**：解释了LUT的功能和使用方法，LUT是实现组合逻辑的基础。 - **3.3.4 MUXFX**：MUXFX是一种特殊的多路选择器，用于连接LUT和其他资源。 - **3.3.5 CarryLogic和ArithmeticLogic Gates**：介绍了算术逻辑单元的实现方法，包括进位逻辑和算术逻辑门。 - **3.3.6 CarryLogic**：专门讲解了进位逻辑的实现细节。 - **3.3.7 SOP**：介绍了基于LUT的加法器和其他算术操作的实现方式。 - **3.3.8 FFX/FFY**：介绍了触发器的配置选项和使用场景。 #### 三、设计技巧 这部分内容详细介绍了如何通过各种技巧来优化FPGA设计，包括但不限于： - **4.1 合理选择加法电路**：介绍如何根据设计需求选择合适的加法电路类型，比如串行进位加法器或超前进位加法器。 - **4.2 IF语句和Case语句**：讨论了如何合理使用这些控制结构以优化综合结果。 - **4.3 减少关键路径的逻辑级数**：提供了几种方法来减少关键路径中的逻辑级数，从而提高设计的速度。 #### 四、如何使用后端工具 后端工具在FPGA设计流程中扮演着重要的角色，包括布局布线、时序分析等。这部分内容重点介绍了以下几点： - **5.1 布局布线**：讨论了如何有效地进行布局布线，包括布局布线策略、关键电路的处理方法等。 - **5.2 FPGA Editor的作用**：介绍了FPGA Editor如何帮助用户进行手动布局布线调整。 - **5.3 Floor Planner的作用**：解释了Floor Planner在资源规划和布局布线中的作用。 - **5.4 Timing Analyzer的作用**：阐述了Timing Analyzer如何帮助用户进行精确的时序分析和约束设定。 #### 五、综合运用 这部分内容涉及了如何将前面所学的各种技巧和工具综合应用于实际设计中，包括但不限于： - **6.1 可能成为关键路径的电路**：列举了一些容易成为关键路径的典型电路，并提供了相应的优化建议。 - **6.2 如何提高芯片速度**：提供了一系列方法来提高设计的整体速度，如采用BUFGS、设置Maxdelay和Maxskew等。 - **6.3 如何降低芯片面积**：提出了多种降低芯片面积的方法，比如利用分布式RAM代替Block RAM或通道计数器等。 这份文档详细介绍了FPGA设计中的一些高级技巧和最佳实践，特别是针对Xilinx的VirtexII系列器件。通过学习这些内容，读者可以更好地掌握如何优化FPGA设计，提高设计的性能和效率。

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该项目利用FPGA（Field-Programmable Gate Array）芯片进行设计，旨在实现一个会议发言限时器。软件部分由VHDL（VHSIC Hardware Description Language）编写，负责设定0到99分钟的定时，并通过四位数码管准确显示剩余时间。此外，它还具备暂停和恢复计时的功能，在倒计时最后一分钟会发出警告，计时结束会有长音提示，保证精确度达到±0.1秒/分钟。 硬件设计包含了外围电路，确保了系统的稳定运行。其核心部件是一个直流5V供电的设计，工作电流低至500mA，以节约能源且减少发热。LED灯作为视觉反馈，初始启动时点亮，结束后熄灭；在暂停状态下，则交替闪烁，以指示当前状态。 用户指南如下： 1. 将装置连接到5V电源，确保输入电压稳定。 2. 使用开关或按键启动计时，四位数码管将显示剩余分钟数。 3. 当需要暂停时，按相应的暂停键，LED灯将开始闪烁。 4. 恢复计时只需再次按下启动键，计时继续进行。 5. 音响报警将在倒计时最后一分钟响起，提醒发言者时间接近。 6. 计时结束后，将持续鸣叫的长音提示，此时需及时停止发言。 以上步骤完成

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