基于FPGA的多功能空調(diào)控制器設(shè)計

　　圖6 輸出驅(qū)動狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

　　6 設(shè)計驗證

　　設(shè)計采用了具有良好可移植特性的VHDL語言進行描述，通過Altera公司的MAX+PLUSII工具軟件，以其FPGA/ACEX1K /EP1K30TC144-3芯片作為測試載體，進行了編譯測試和硬件驗證。

　　6.1 仿真測試

　　控制器整體仿真測試結(jié)果如下：

　　圖7 控制器仿真波形1

圖8 控制器仿真波形2

　　圖7為控制器按鍵輸入的響應(yīng)情況，如圖所示，隨著按鍵的按下，各種輸出正常。圖8為控制器工作于睡眠模式，風(fēng)速為4級，定時兩小時的波形圖，從圖中可以清晰地看到，在關(guān)機到來時，STATE信號進行了閃爍提示，自設(shè)溫度值也隨著時間由21℃自增為23℃。綜合以上分析可以看出，軟件仿真達到了預(yù)期的性能指標(biāo)。

　　6.2 資源使用狀況

　　FPGA具有精確的可測試性，借助功能強大的分析軟件可以在軟件設(shè)計階段就對設(shè)計做出準(zhǔn)確的預(yù)測和評估。由MAX+PLUSII軟件分析可知，設(shè)計中關(guān)鍵路徑的最大延時不超過20個納秒，這是一般的設(shè)計方法所不能達到的?？刂破鞯馁Y源使用情況如表1所示。

　　表1 控制器資源使用狀況

　　輸入引腳數(shù)輸出引腳數(shù)邏輯單元數(shù)

　　15 32 230

　　6.3 硬件測試

　　設(shè)計已于零七年十月在樂山師范學(xué)院EDA技術(shù)開發(fā)實驗平臺上通過硬件測試，控制器各項功能工作正常，整機運行良好，性能穩(wěn)定，達到預(yù)期設(shè)計指標(biāo)。

　　7 結(jié)束語

　　FPGA技術(shù)的引入，使得設(shè)計擺脫了硬件電路的束縛，設(shè)計者只需將更多的精力致力于軟件的設(shè)計和優(yōu)化上，從而極大地提高了設(shè)計效率。本設(shè)計從任務(wù)提出到最終完成硬件測試僅歷時兩個多月，這在一定程度上也證明了在空調(diào)控制器的設(shè)計中引入現(xiàn)代FPGA技術(shù)的可行性和巨大潛力。隨著FPGA技術(shù)及其制作工藝的不斷進步，將現(xiàn)代FPGA技術(shù)融入該類控制器的研發(fā)和生產(chǎn)之中必將大有可為。

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