打砖块开题报告
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硬件课程设计实验报告
课题:基于BASYS2的打砖块游戏设计班级:测控1201
作者:王志鹏
学号:U201214414
组员:张亚枫
学号:U201214416
组员:郭圣桐
学号:U201214404
指导老师:吴建新
课设成绩:
1.1 项目要求
本项目要求设计并实现一个基于BASYS2的打砖块游戏,利用BASYS2实验板的键位实现挡板左右移动,外接VGA显示器实现游戏的界面。
1.2 项目背景
本项目作为《硬件课程设计》课程的训练项目提出,在基本的设计实现基础上,将不断对已有的设计进行进一步的修改和完善,最终完成整个硬件和软件开发过程。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
目前以硬件描述语言(Verilog 或 VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合和布局,快速地烧录至FPGA 上进行测试,是现代IC 设计验证的技术主流。
这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。
在大多数的FPGA里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。
了解利用FPGA实现电子琴的基本原理,综合运用所学知识实现一个具有多个模块的模数混合系统,为后续课程学习和工作打下基础。
而且实现电子琴也十分有趣,能够加深电子系统在音乐艺术领域的应用。
1.3 开发工具简介
Basys2:该开发板是围绕着一个Xilinx Spartan-3E FPGA芯片和一个Atmel AT90USB USB控制器搭建的,它提供了完整、随时可以使用的硬件平台,并且它适合于从基本逻辑器件到复杂控制器件的各种主机电路。
Basys2板上集成了大量的I/O设备和FPGA所需的支持电路,让您能够构建无数的设计而不需要其他器件。
ISE 13.1_1:ISE是使用XILINX的FPGA的必备的设计工具,它可以完成FPGA 开发的全部流程,包括设计输入、仿真、综合、布局布线、生成BIT文件、配置以及在线调试等,功能非常强大。
ISE除了我们功能完整,使用方便外,它的设计性能也非常好,拿ISE 9.x来说,其设计性能比其他解决方案平均快30%,它集成的时序收敛流程整合了增强性物理综合优化,提供最佳的时钟布局、更好的封装和时序收敛映射,从而获得更高的设计性能。
先进的综合和实现算法将动态功耗降低了10%。
Digilent Adept_v2-3-0:为XILINX公司的Digilent开发板下载程序用的软件,能够将ISE生成的.bit文件烧写至FPGA中。
基本功能:
(1)挡板通过板子上按键进行左右移动
(2)小球的移动轨迹确定,碰撞反弹算法的实现
(3)砖块的碰撞判定
(4)通过VGA输出接口实现游戏界面
附加功能:
(1)加入游戏音效
(2)游戏难度调节
(3)不同类型的砖块
(4)计分功能及生命值
三.模块设计
本项目工程共分为7个模块,它们相互联系以共同完成游戏的功能。
顶层模块为top,其余子模块有键盘(keyboard),主界面(menu),碰撞(collision),挡板(plate),砖块绘制及消失(brick),附加功能(extra)。