第九章 基于FPGA的电子系统设计

基于FPGA的数字信号处理系统设计数字信号处理（Digital Signal Processing, DSP）是一种利用计算机或数字电子设备对模拟信号进行采样、量化、编码、处理以及还原的技术，它在实际应用中起到了至关重要的作用。

为了满足实时性、高性能和低功耗等要求，基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的数字信号处理系统开始逐渐流行。

一、引言近年来，随着通信技术和信号处理领域的快速发展，人们对于数字信号处理系统的性能要求越来越高。

传统的通信设备采用的是固定功能的专门硬件电路，难以满足不断变化的信号处理需求。

而FPGA作为一种灵活可编程的集成电路，其具备可实现硬件功能的能力，从而使得DSP系统能够灵活地适应不同的信号处理算法与应用。

二、FPGA架构和特性FPGA使用基于通用逻辑门的可编程逻辑技术进行设计，其架构主要由逻辑单元（Look-Up Table, LUT）、寄存器、多路器、存储单元以及全局时钟网络等组成。

这些特性使得FPGA具备了以下几个优势：1. 灵活性：FPGA可以根据应用需求灵活配置硬件，实现不同的功能，满足不同的信号处理算法要求。

2. 可重构性：FPGA支持在线重编程，即可以通过配置文件的更新来改变电路的功能，方便快捷。

3. 并行处理能力：FPGA拥有大量的逻辑单元和寄存器，可以同时处理多个数据。

这在实时性要求较高的信号处理领域非常有优势。

4. 低功耗：相比于传统的固定功能电路，FPGA在处理相同任务时的功耗更低，有利于降低系统整体的功耗消耗。

三、基于FPGA的数字信号处理系统设计基于FPGA的数字信号处理系统设计主要包括以下几个方面的内容：1. 系统设计与分析：首先，需要对信号处理的要求进行分析，确定系统的功能与性能指标。

然后，基于这些要求，进行系统的整体架构设计，包括硬件与软件部分的分配、接口定义以及模块划分等。

2. 信号采集与预处理：系统中的信号可能是模拟信号，需要通过模数转换器（Analog-to-Digital Converter, ADC）将模拟信号转换为数字信号。

电子信息工程技术毕业设计--基于FPGA的数字信号处理系统设计电子信息工程技术毕业设计通常需要涵盖电子信息工程领域的多个方面，包括电子线路设计、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、嵌入式系统等。

题目：基于FPGA的数字信号处理系统设计一、研究背景与意义数字信号处理是电子信息工程技术领域的重要分支，广泛应用于通信、音频、图像处理等领域。

随着科技的不断发展，数字信号处理系统的性能和速度要求越来越高。

FPGA（现场可编程门阵列）作为一种可编程逻辑器件，具有高性能、灵活性好、开发周期短等优点，适用于数字信号处理系统的设计。

二、研究内容与方法1.研究内容（1）FPGA芯片选型及编程语言研究：选择合适的FPGA芯片型号，学习并掌握FPGA的硬件描述语言（如VHDL或Verilog）编程。

（2）数字信号处理算法研究：研究并实现常见的数字信号处理算法，如FIR滤波器、FFT变换等。

（3）系统硬件设计：设计数字信号处理系统的硬件架构，包括FPGA、AD/DA转换器、存储器等器件的连接与配置。

（4）系统软件设计：编写数字信号处理系统的软件程序，实现算法的处理和控制功能。

（5）系统性能测试与分析：对设计的数字信号处理系统进行性能测试和结果分析，验证系统的正确性和性能指标。

2.研究方法（1）文献综述：通过查阅相关文献和资料，了解FPGA在数字信号处理系统中的应用和发展现状。

（2）理论分析：对数字信号处理算法和FPGA的硬件编程进行理论分析和研究。

（3）实验验证：搭建实验平台，对设计的数字信号处理系统进行实验验证和性能测试。

（4）结果分析：对实验结果进行分析和讨论，优化和改进系统的性能和设计。

三、预期成果与展望通过本次毕业设计，预期能够实现以下成果：1.掌握FPGA的硬件描述语言编程和数字信号处理算法的理论知识。

2.设计并实现一个基于FPGA的数字信号处理系统，提高系统的性能和速度。

3.通过实验验证和性能测试，优化和改进系统的性能和设计，提高系统的稳定性和可靠性。

电子行业电子课程设计题目简介电子行业是一个日益发展壮大的行业，在当今世界中起着至关重要的作用。

作为电子工程师，掌握电子课程设计的基本原理和技能是非常重要的。

本文将提供一些电子行业相关的电子课程设计题目，帮助学习者深入了解电子行业并提升自己的设计能力。

题目一：数字逻辑电路设计设计一个四位二进制计数器。

该计数器应具有以下功能： - 通过按下计数器的复位按钮将计数器重置为0。

- 通过按下计数器的计数按钮，计数器应逐次计数，从0到15。

- 通过在计数器上设置一个时钟输入，计数器应根据时钟的脉冲信号递增。

设计要求： 1. 使用适当的数字逻辑门和触发器来实现计数器功能。

2. 绘制电路图和真值表来说明电路的工作原理。

3. 使用VHDL或Verilog编写计数器的描述文件，并验证其功能。

4. 给出测试用例并验证计数器的正确性。

题目二：模数转换器设计设计一个4位模数转换器，将输入的模拟信号转换为相应的4位数字信号。

设计要求： 1. 实现一个模拟信号输入模块，以提供需要转换的模拟信号。

2. 设计一个模数转换模块，将模拟信号转换为4位数字信号。

3. 使用合适的模数转换算法，如R-2R网络。

4. 设计一个模数转换器控制模块，以控制转换的开始和停止。

5. 编写VHDL或Verilog描述以实现模数转换器。

6. 给出测试用例，并验证模数转换器的转换精度和准确性。

题目三：数字电路设计设计一个3位全加器电路。

全加器电路应包括以下组件： - 三个输入端（A、B和C_in），分别用于输入两个二进制数字和上一个相加的进位。

- 两个输出端（Sum和C_out），分别用于输出两个二进制数字的和和进位。

设计要求： 1. 使用适当的门电路和触发器来实现全加器电路。

2. 绘制电路图和真值表来说明电路的工作原理。

3. 使用VHDL或Verilog编写全加器电路的描述文件，并验证其功能。

4. 给出测试用例并验证全加器电路的正确性。

基于fpga的电子课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握基于FPGA的电子课程设计的基本知识和技能，能够运用FPGA设计简单的数字电路系统。

1.了解FPGA的基本结构和原理。

2.掌握FPGA的编程语言和设计方法。

3.熟悉FPGA在电子设计中的应用。

4.能够使用FPGA开发工具进行电路设计。

5.能够编写FPGA的配置文件并进行编程。

6.能够进行FPGA的实验操作和故障排除。

情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和实践能力。

2.培养学生对电子科技的兴趣和热情。

二、教学内容教学内容主要包括FPGA的基本原理、FPGA的编程语言、FPGA的设计方法和FPGA的应用。

1.FPGA的基本原理：介绍FPGA的结构、工作原理和特点。

2.FPGA的编程语言：介绍VHDL和Verilog编程语言的基本语法和用法。

3.FPGA的设计方法：介绍FPGA电路设计的基本流程和方法。

4.FPGA的应用：介绍FPGA在数字电路系统中的应用案例。

三、教学方法根据课程特点和学生的实际情况，采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。

1.讲授法：通过讲解FPGA的基本原理、编程语言和设计方法，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：通过分析具体的FPGA应用案例，使学生了解FPGA在实际中的应用。

3.实验法：通过实验操作，使学生掌握FPGA的编程和实验技能。

四、教学资源教学资源包括教材、实验设备和多媒体资料。

1.教材：选用《基于FPGA的电子课程设计》教材，为学生提供系统性的理论知识。

2.实验设备：提供FPGA开发板和实验工具，为学生提供实践操作的机会。

3.多媒体资料：提供相关的教学视频和PPT，丰富学生的学习体验。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。

1.平时表现：通过课堂参与、提问和小组讨论等方式评估学生的学习态度和积极性。

2.作业：布置相关的编程练习和设计任务，评估学生的理解和应用能力。

基于FPGA的汽车电子控制系统设计与实现随着科技的不断发展，汽车电子控制系统已经成为当今汽车科技中不可或缺的一部分。

FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑芯片，可以根据需求重新编程，具有高效的性能和灵活的可定制性。

本文将探讨基于FPGA的汽车电子控制系统的设计与实现。

一、FPGA技术概述FPGA是一种可编程的数字电路设备，具有高度的可重构性和灵活性。

它是一种电路设计的方法，它将基本的逻辑单元（如门、触发器等）组合在一起，形成完整的电路。

使用FPGA可以实现复杂的数字电路功能，如处理视频、音频、图像等。

FPGA的特点是可编程、高效、快速和灵活性强。

与ASIC（Application Specific Integrated Circuit）不同，FPGA的电路设计是由软件完成的，不需要进行硬件设计，可以快速开发和修改系统，降低开发成本。

FPGA也可以实现高速数据传输，可达到很高的传输速度和处理速度，同时还具有大容量和低功耗的优势。

二、汽车电子控制系统汽车电子控制系统是指通过电子技术对汽车进行监测、控制和调节的系统。

汽车电子控制系统包括发动机控制系统、制动控制系统、车身稳定控制系统、自动驾驶系统等。

对汽车进行电子监控可以提高安全性、舒适性和性能。

汽车电子控制系统使用的传感器可以监测车辆状态和环境参数，如车速、转速、油门开度、刹车压力、氧气浓度等。

通过控制器可以控制汽车的各种功能，如发动机工作状态、制动力度、转向角度、车身姿态等。

汽车电子控制系统需要高效可靠的控制器和算法，以满足汽车的复杂工况和多种输入参数。

三、基于FPGA的汽车电子控制系统设计FPGA可以实现高效、灵活和可定制的数字电路设计，与汽车电子控制系统的需求具有较好的匹配度。

基于FPGA的汽车电子控制系统需要考虑以下几个方面的设计：1、传感器接口设计。

FPGA需要与传感器进行通信，接收传感器的数据，并对数据进行处理和转换。

基于FPGA的数字电子钟系统设计摘要随着电子技术的飞速发展，现代电子产品渗透到了社会的各个领域，并有力地推动着社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。

在现代电子技术中，可编程器无疑是扮演着重要角色。

现场可编程门阵列(FPGA)是近年来迅速发展起来的新型可编程器，其灵活的可编程逻辑可以方便的实现高速数字信号处理。

它突破了并行处理、流水级数的限制，具有反复的可编程能力，从而有效的地利用了片上资源，加上高效的硬件描述语言(VHDL)，从而为数字系统设计提供了极大的方便。

本文较系统地介绍了FPGA的基本结构、基本原理、功能特点及其应用；阐述了数字系统设计的基本思想及设计流程，同时，也概述了FPGA在数字系统设计中的作用，基于FPGA的数字系统设计方法和流程；简要介绍了VHDL语言的发展历程，VHDL语言的功能特点等。

本文的主要内容是根据上述原理和方法设计一个电子钟系统，目的在于通过该系统的功能，体现出FPGA在数据处理中的应用。

该电子钟系统功能齐全，设计思路清晰。

系统程序基于VHDL语言，采用模块化设计方法。

系统设计包含8个子程序模块：分频组件、六十进制计数器组件、二十四进制计数器组件、闹钟设定组件、校时组件、i60BCD组件、i24BCD组件、以及二进制转换成七段码组件。

每个子程序均经过EDA 工具仿真，并附有仿真图，最后将各模块组装为一个整体——电子钟。

-关键词电子设计自动化；现场可编程门阵列；硬件描述语言；电子钟-Digital Electronic Clock DesignBased on Technology of FPGAAbstractWith the rapid development of electronic technology, modern electronic products , also increased. In modern electronic technology, the programmable logic devices play a key role.Field programmable gate arrays (FPGA), a new type of programmable device, is developing rapidly recent years.It introduced the concept of flexible programmable logic, which can realize -chip resources, coupled with efficient language VHDL, so as to design digital systems conveniently. This article introduces a system of the basic structure of the FPGA, the basic principle of features and applications; expounded on the basic design of digital systems thinking and design process, at the same time, also outlined the FPGA in the design of digital systems, FPGA-based digital system design methods and processes; gave a briefing on the development of VHDL language, VHDL language and other features.The main work is based on the principles and methods, design an electronic clock system to the adoption of the system, embodied in the FPGA data processing of applications. The electronic clock system is fully functional, designed clear ideas. Based on VHDL system procedures, The system is modular in design methods. It includes 8 sub-system design process modules：frequency division system, 60 M counter system,24 M-counter system,Alarm clock settings system, timing system, i60BCD system, i24BCD system, and convert binary into Seven-Segment code system. each subroutine simulated by EDA tools, with a simulation map. The modules will be the final assembly as a whole - the electronic clock.Key words EDA;FPGA; VHDL; Electronic clock-目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景和意义 (1)1.2可编程器件的发展历程 (1)1.2.1早期的可编程器件——PLD (2)1.2.2高级可编程器件FPGACPLD (3)1.3国内外研究现状 (4)1.4本文主要内容 (5)第2章FPGA基本结构及数字系统设计原理 (6)2.1 FPGA的基本结构及工作原理 (6)2.1.1基于查找表结构的FPGA (8)2.1.2查找表结构的FPGA逻辑实现原理 (8)2.1.3 FPGA的工作原理 (9)2.2数字系统设计概述 (9)2.2.1数字系统的组成 (10)2.2.2数字系统设计方法 (10)2.2.3数字系统设计的一般过程 (11)2.3本章小结 (12)-第3章数字电子钟功能模块设计 (13)3.1数字系统设计中的FPGA (13)3.1.1 FPGA在数字系统设计中的作用 (13)3.1.2基于FPGA的应用系统设计 (13)3.2数字系统设计的重要工具——VHDL (16)3.2.1 VHDL语言的特点 (16)3.2.2基于VHDL的系统设计流程 (17)3.3电子钟主要功能模块设计 (18)3.3.1分频模块 (18)3.3.2六十进制计数器模块 (19)3.3.3二十四进制计数器模块 (20)3.3.4校时模块 (22)3.3.5 BCD七段显示译码器 (23)3.4本章小结 (23)第4章电子钟模拟仿真及其分析 (24)4.1系统设计的总体思路 (24)4.2各功能模块仿真分析 (25)4.2.1 分频组件 (25)4.2.2 六十进制计数器组件 (25)4.2.3 二十四进制计数器组件 (26)4.2.4 闹钟设定组件 (26)4.2.5 校时组件 (27)4.2.6 i60BCD组件 (28)4.2.7 i24BCD组件 (29)4.2.8 二进制转换成七段码组件 (30)4.3数字电子钟功能仿真图 (30)4.4采用FPGA设计优势分析 (33)4.5本章小结 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A (38)附录B (43)附录C (47)附录D (48)第1章绪论1.1课题背景和意义20世纪70年代，随着中小规模集成电路的开发应用，传统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法已无法满足设计的精度和效率的要求。

基于FPGA的数字电源系统设计与实现1. 引言数字电源系统是一种利用数字信号处理技术实现电源控制和管理的新型电源系统。

随着现代电子设备的发展和应用需求的不断增加，传统的模拟电源系统已经无法满足高性能、高效能、高可靠性等多种需求。

因此，基于FPGA的数字电源系统应运而生。

本文旨在深入研究基于FPGA的数字电源系统的设计与实现，探讨其在实际应用中的优势和挑战。

2. FPGA技术在数字电源系统中的应用2.1 FPGA概述FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有可重构性和灵活性等优势。

其内部由大量可编程逻辑单元（CLB）以及各种资源模块组成，可以根据设计需求进行自定义配置。

2.2 FPGA在数字电源系统中的优势由于FPGA具有高度灵活性和可重构性，因此在数字电源系统中具有以下优势：（1）快速响应：FPGA可以快速处理各种输入信号并输出相应控制信号，实现快速响应；（2）高度集成：FPGA内部资源丰富，在一个芯片上可以集成多个功能模块，实现多种功能；（3）可编程性：FPGA可以根据不同的应用需求进行编程，实现不同的电源控制算法；（4）可靠性：FPGA内部具有冗余资源，可以提高系统的可靠性和容错性。

3. 基于FPGA的数字电源系统设计与实现3.1 系统框架设计基于FPGA的数字电源系统主要包括输入模块、控制模块、输出模块和通信模块等部分。

其中，输入模块用于接收输入信号，控制模块进行信号处理和算法运算，输出模块用于输出控制信号，通信模块实现与其他设备的数据交互。

3.2 输入模块设计输入模块主要包括数据采集和信号处理两个部分。

数据采集通过ADC （Analog-to-Digital Converter）将输入电压、电流等连续信号转换为数字量进行处理。

而信号处理则通过滤波、滤波器设计等方法对采集到的数据进行预处理。

3.3 控制算法设计基于FPGA的数字电源系统可以通过编程实现多种控制算法。

基于FPGA的智能电子系统设计与实现随着社会的发展和科技的不断进步，智能化、自动化已经逐渐成为我们生产和生活的必然趋势，而智能电子系统则是实现这种趋势的重要工具之一。

FPGA （Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）作为一种重要的电子器件，因其灵活性和可重构性而广泛应用于各种电子系统中，特别是在智能电子系统设计方面具有不可替代的作用。

本文将基于FPGA的智能电子系统设计与实现作为主题，探讨其在电子系统设计和实现中所扮演的角色和作用，并结合实际案例进行详细阐述。

一、FPGA概述FPGA，即现场可编程门阵列，是一种基于可编程技术的现场可编程逻辑设备，是一种可编程的数字逻辑电路。

它通过可编程的电路架构和逻辑单元，可以实现各种不同的电路功能，且由于其可重构的特性，可以随时根据需求进行修改和升级。

相比于传统的ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）和普通CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件），FPGA具有更高的灵活性、可重构性和性价比，因此在各行各业的电子系统中被广泛应用。

二、FPGA在智能电子系统设计中的作用智能电子系统是指利用现代计算机技术和其他相关技术，对工业生产和生活中出现的物质和信息进行感知、收集、处理和控制的一种电子系统。

FPGA在智能电子系统设计中起到至关重要的作用，主要包括以下几个方面：1、高速性能：FPGA具有比较高的工作时钟频率和更快的数据处理速度，能够更快地响应用户的需求和指令。

2、可重构性能：FPGA采用灵活的可重构电路结构，可根据用户需求在现场进行升级、重构电路，避免了传统系统开销过大的问题，在智能电子系统设计中能够更好的应对不断变化的市场需求。

3、集成度高：FPGA作为单片集成电路，内部集成了大量的逻辑器件和存储器件，可用来实现复杂的数字逻辑功能。

基于FPGA的航天电子系统设计研究随着时代的发展，科技已经成为人类发展的必然选择。

而在科技的大潮中，电子技术的发展更是成为推动人类进步的一个最主要的因素之一。

在这种趋势下，基于FPGA的航天电子系统设计研究已经成为一个备受瞩目的领域。

本文将从基本原理以及系统设计角度进行介绍和探讨。

1. FPGA基本原理FPGA，全称为Field-Programmable Gate Array，即可编程门阵列。

它是一种基于可重构逻辑技术的芯片，可以通过编程来实现不同的逻辑电路功能。

因此，与其他硬件芯片相比，FPGA具有可编程性的优点，也就意味着在设计电路时，FPGA 可以进行非常灵活的定制化开发。

FPGA的基本原理是将逻辑电路划分为典型的查找表（LUT）和寄存器单元数组（RAM），借助这些基本模块实现任意复杂的逻辑功能。

FPGA还有一个非常重要的组成部分——开关矩阵。

开关矩阵是用于连接逻辑查找表和寄存器单元的开关矩阵，通过它可以实现任意的逻辑连接，因此非常适合于定制化电路开发。

2. FPGA在航天电子系统中的应用在航天电子系统中，FPGA可以发挥很多的作用。

首先，它具有较高的集成度和可重构性，可以满足航天电子系统对于灵活性和可靠性的要求。

同时，FPGA通过开发定制逻辑电路，使得开发成本和时间得到很大的降低，这对于航天电子系统有着非常大的优势。

其次，FPGA在航天电子系统中的应用非常广泛。

例如在高性能计算环境下，FPGA可以充当加速卡进行数据加速计算；在高速采集系统中，FPGA可以替代DSP进行数据处理；在高速数据传输中，FPGA可以替代高速串行收发器进行数据传输；在导航系统中，FPGA可以实现复杂的导航算法等等。

此外，FPGA还具有较高的抗辐射性能，这对于航天电子系统来说非常重要。

在太空环境下，航天电子系统需要不断的抵御高剂量的辐射，FPGA可以通过硬件优化来进行抗辐射设计，从而提高系统的可靠性。

3. 基于FPGA的航天电子系统设计在设计基于FPGA的航天电子系统时，需要对于系统中的硬件和软件进行完整的设计。

基于FPGA的通信电子设计通信技术是社会科技发展的重要标志之一。

通信系统在人类社会中的重要性不言而喻，我们正生活在全球信息时代，无论从个人通讯设备还是从大型信息网络来看，通信技术始终是其中最重要和最活跃的领域之一。

目前，越来越多的通信电子设计采用FPGA（Field Programmable Gate Array）实现，本文将探讨基于FPGA的通信电子设计的优点和实现方法。

一、FPGA的优点FPGA是一种灵活的可编程逻辑器件，拥有硬件可定制化、实时性高、并行性强、可重构性强、功耗低等优点。

FPGA可以显著提高系统的执行效率和可重构性，同时还可以满足更加严格的应用要求。

其主要优势可概括如下：1.灵活性FPGA可以非常灵活地编程和重新配置，以适应不同的应用场景。

这种灵活性和可重构性使得FPGA能够在设计过程中快速适应新的应用需求和改变，显著优化系统的设计和调试时间。

2.实时性FPGA的并行性和速度很高，可以近乎瞬间响应输入信号。

这使得FPGA非常适合于需要处理实时数据流的应用场景，例如雷达、控制系统和计算机视觉应用程序等。

3.可重构性强FPGA可以在几个时钟周期内重新配置自身，从而在不需要更改硬件的情况下实现全新的应用程序。

这种可重构性显著减少了需要大量修改硬件的时间和成本。

4.功耗低FPGA可以定制逻辑电路，因此能够实现低功耗设计，定制化电路助于减少功耗和节能，提高系统的可靠性和可持续性。

二、基于FPGA的通信电子设计已经成为了设计领域的热点之一，实现了广泛应用。

FPGA作为一个器件的设计框架，它主要面向数字电路、信号处理、图像处理、模拟电路等医疗仪器电子设计、航空航天电子设计、汽车电子、电力电子和物联网等领域。

作为FPGA的一种应用，通信电子设计主要包括协议、网络和硬件三个方面。

1.协议设计协议是信息传输的规划，是通信系统的核心。

在通信系统中设计协议是非常重要的，它能够确保正确传输数据的完整性和准确性。

基于FPGA的电子系统柔性设计1 引言电子产品的多样性，小批量和周期性短是21世纪制造业的鲜明特征，对设计工作提出了更新更高的要求。

如何在产品改进或开发新产品时减少重设计和修改设计的工作量，缩短设计周期、提高产品可靠性是制造行业面临的重要课题。

电子系统的柔性设计是采用电路结构重置技术，将多个针对不同功能要求设计好的配置文件分别存放在不同的地址空间，根据不同的外部命令，使所需的配置文件在线下载到具有重置功能的电子器件(如FPGA)中，以时分复用的形式分别完成各个功能。

这种设计方式可以极大地提高电路系统的硬件功能灵活性。

同一电路系统在没有发生任何外在结构上的改变时，通过来自外部不同的命令信号，电路系统的结构和功能将在瞬间发生改变，从而使单一电路系统具有许多不同电路结构的功能。

现场可编程门阵列FPGA是近十多年发展起来的新型可编程逻辑器件，利用FPGA的ICR特性进行电路系统的柔性设计，无疑将会减少重设计和修改设计的工作量、缩短系统的设计周期、提高系统的通用性和性价比，增强企业的竞争能力。

2 课题设计设计一电子系统，不改变电路结构的条件下能够分别完成温度、电动自行车速度和心率信号的测量与显示，外加一个扩展功能，设计具体要求如下。

(1) 测量结果用十进制显示，温度的测量范围0～100℃，电动自行车速度的测量范围0～0.60 km／min，心率测量范围10～200跳／min；(2) 测量值用3位数码管显示，小数点能自动移动，且小数点左边1位以上的零自动熄灭；(3) 具有超量程报警功能，在超出口前测量参数的测量范围时，发出灯光信号；(4) 电路结构尽量简单。

3 系统硬件设计3.1 基于ICR技术的FPGA部分硬件电路设计根据课题要求，设计FPGA部分硬件电路如图1所示。

FPGA芯片选用Altera公司的中档器件FLEX-EPF10K10LC84-4，他是基于SRAM LUT结构的FPGA器件。

根据传送数据的方式，FLEX10K可以使用4种配置模式，即：主动串行(AS)、被动串行(PS)、被动并行同步(PPS)、被动并行异步(PPA)。