跟着微电子技能的迅猛开展，可编程逻辑器材从20世纪70年代开展至今，其结构、工艺、集成度、功用、速度、功用等方面都在不断的改善和进步；别的，电子规划主动化EDA技能的开展又为可编程逻辑器材的广泛使用供给了有力的东西。现在，在数字体系规划中，现已能够凭借EDA东西经过软件编程对可编程逻辑器材的硬件结构和作业方式进行重构，然后使得硬件规划兼有软件规划的灵活性和快捷性。本文介绍一种用Altera公司的可编程逻辑器材EPM7032，在MAX＋PlusⅡ开发环境下选用VHDL言语以及ByteBlaster在线可编程技能来完结主动交通操控体系的办法。该规划中选用的自顶向下的规划办法相同适用于杂乱数字体系的规划。
1EPM7032器材的结构特色
1．1EPM7032器材的结构
可编程逻辑器材EPM7032是依据Altera公司第二代多阵列矩阵（MAX）结构，并选用先进的CMOSEEPROM技能制作的。该器材由逻辑阵列块（LAB）、可编程连线阵列（PIA）和I／O操控块等部分组成。其结构如图1所示。
EPM7032中的每个逻辑阵列块由16个宏单元阵列组成，其间多个逻辑阵列块经过可编程连线阵列衔接在一起。PIA大局总线可由一切的专用输入、I／O引脚以及宏单元馈入信号之中。EPM7032的宏单元能够单独地装备成时序逻辑或组合逻辑作业方式。每个宏单元又由逻辑阵列、乘积项挑选矩阵和可编程寄存器等三个功用块组成。
经过可编程连线阵列可把各个LAB彼此衔接起来以构成所需的逻辑。一起，经过在PIA上布线，也可把器材中任一信号源衔接到其目的地。
I／O操控块答应每个I／O引脚单独地装备为输入、输出和双向作业方式。一切I／O引脚都有一个三态缓冲器。它们由两个专用的低电平有用的输出使能引脚OE1和OE2来操控。
1．2EPM7032器材的功用特色
可编程逻辑器材EPM7032的首要特色如下：
●逻辑密度为600个可用门；
●EPM7032器材可100％仿照TTL，并可将SSI、MSI和LSI的逻辑功用高密度的集成，它也能够集成从PAL、GAL、22V10到MACH和PLSI器材的多种可编程逻辑器材；
●引脚到引脚的逻辑推迟为5．0ns，计数器作业频率达178．6MHz；
●可编程宏单元触发器具有专用铲除、置位、时钟和时钟使能操控；
●可编程的扩展乘积项分配答应向每个宏单元供给多达32个乘积项；
●电源电压为3．3V或5．0V；
●恪守PCI规则；
●选用CMOSEEPROM单元完结逻辑功用，可完结各式各样的、独立的组合逻辑和时序逻辑功用，在规划开发和调试阶段，可快速而有用地对该器材重复编程；
●可经过JTAG接口完结在线编程，并能确保可编程擦除100次以上；
●带有可编程保密位，可全面维护专利规划；
●Altera公司的MAX＋PLUSⅡ（MulTIpleArrayMatrixandProgrammableLogicUserSystem）开发体系可对该器材供给软件规划支撑。
2主动交通操控体系的规划与完结
2．1主动交通操控体系的规划
本规划选用自顶向下（TOP－TO－DOWN）的规划办法。该办法是一种从笼统到具体，从高层次到低层次逐步求精的分层次、分模块的规划办法，它是数字体系中最常用的一种规划办法，也是依据杂乱可编程器材进行体系规划的首要办法。该办法首先从全体上规划了整个体系的功用和功用，然后对体系进行区分，以将其分解为规划较小、功用较为简略的部分模块，并承认他们之间的彼此关系。这种区分进程能够不断地进行下去，直到区分所得到的单元能够映射到物理层停止。
本文经过主动交通操控体系的具体规划介绍了如何用该办法进行数字体系的规划，此规划办法相同适用于杂乱数字体系的规划。
十字路口的交通灯指挥着行人和各种车辆的安全运转。完结交通灯的主动指挥是城市交通管理主动化的重要课题。本规划的主动交通操控体系的作业进程是：一般情况下，假如主干道和支干道均无车辆要求通行，应该确保主干道绿灯亮，支干道红灯亮。此刻，若支干道有车辆要求通行，则应答应支干道车辆通行；若主干道和支干道均有车辆要求通行，则应先确保主干道通行30秒钟后，才答应支干道通行。在答应支干道车辆通行前，应先使主干道黄灯亮5秒钟，支干道红灯坚持5秒钟后，才变成主干道红灯亮，一起使支干道绿灯亮。在支干道坚持疏通时，若主干道无车辆要求通行，则支干道始终坚持疏通；假如此刻支干道无车辆要求通行，则应马上预备使主干道通车，支干道禁止通行；若此刻主干道有车辆要求通行，而且支干道通行时刻已超越20秒，则应预备使主干道通行。在答应主干道通行前，应先使支干道的黄灯亮5秒，主干道红灯坚持5秒钟后，变成主干道绿灯亮，一起使支干道红灯亮。
据此作业进程得出的体系框图如图2所示。其间传感器部分的效果是经过在主干道和支干道上所设的传感器来检测主、支干道上是否有车辆要求经过十字路口。主、支干道上的传感器宣布的信号分别用Sa和Sb表明，Sa和Sb为‘1’，表明有车辆要求通行，否则无车辆通行要求。时钟电路用来为体系供给一个安稳的clk秒脉冲信号，以供计时和体系的同步操控。守时器电路在操控器供给的计时信号cnt和清零信号cr的效果下完结守时功用，并向操控器供给5s、20s和30s的计时信号。操控器的规划是本体系的中心，其效果是依据传感器和守时器供给的信号来判别、调整和操控整个体系的状况，并操控守时电路的作业，一起供给恰当的灯火操控信号。其间操控主、支干道上红、黄、绿灯的信号分别用R、Y、G和r、y、g表明；其值为‘1’表明灯亮，为‘0’表明灯灭。
该主动交通操控体系实际上是一个操控型的数字体系，依据其作业进程得出的该体系的具体算法流程图如图3所示。
图3主动交通操控体系算法流程图
2．2主动交通操控体系的完结
本规划的开发环境选用Altera公司的MAX＋PlusⅡ软件东西。MAX＋PLUSⅡ是一种集规划输入、编译、仿真、归纳、器材编程等功用于一体的彻底集成化、易学易用的可编程逻辑规划软件。该软件答应规划人员自由挑选规划输入的办法和东西，规划人员无需具体了解器材内部的杂乱结构，只需挑选自己了解的规划办法和东西就可进行规划输入。该软件供给了一种真正与结构无关的可编程逻辑规划环境，它支撑不同结构的器材，如FLEX、MAX及CLASS%&&&&&%系列器材等。这样，依据算法流程图就可很容易地规划出VHDL源文件，然后输入到MAX＋PlusII软件中进行调试、仿真，其仿真成果如图4所示。经过仿真波形和时序剖析等功用能够验证规划的正确性，并能迅速地在不改变硬件电路的情况下修正规划，因此可大大缩短规划周期，进步功率。当承认规划无误后，可将生成的可装备文件经过Altera公司的编程电缆ByteBlaster装入到可编程逻辑器材EPM7032，然后经过调试即可完结整个规划。
图4主动交通操控体系仿真波形图
责任编辑：gt
