基于FPGA的樂曲硬件演奏系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、伴隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷變更，NRE不斷增加，數(shù)量要求少而品種要求多的現(xiàn)實情況下，F(xiàn)PGA擁有很強的靈活性，而且FPGA集成度的越來越高，但價格卻降低，EDA設(shè)計工具更新?lián)Q代，功能日益普及和流行，使用這種設(shè)計方案的應(yīng)用越來越多。現(xiàn)在的數(shù)字邏輯設(shè)計者面臨日益減少的上市時間的壓力，不得不進行上萬門的設(shè)計，同時設(shè)計者不允許以犧牲硅的效率達到保持結(jié)構(gòu)的獨特性。使用現(xiàn)今的EDA軟件工具來應(yīng)付這些問題，并不是一件容易的事情。FPGA預(yù)裝了很多已構(gòu)

2、造好的參數(shù)化庫單元LPM器件。通過引入支持LPM的EDA軟件工具，設(shè)計者可以設(shè)計出結(jié)構(gòu)獨立而且硅片的使用效率非常高的產(chǎn)品。
　　分析樂曲演奏設(shè)計中音符、頻率、節(jié)拍、顯示與編碼的相互關(guān)系,并在EDA開發(fā)工具QuartusⅡ平臺上,采用VHDL語言層次化和模塊化的設(shè)計方法,通過音符編碼的設(shè)計思想,實現(xiàn)了基于FPGA片上系統(tǒng)(SoC)動態(tài)顯示樂曲演奏器的設(shè)計,使樂曲演奏數(shù)字電路設(shè)計得到了更好的優(yōu)化,同時減少了設(shè)計芯片的數(shù)量、縮小了體積、

3、降低了功耗、提高了設(shè)計的靈活性、可靠性和可擴展性。
　　本設(shè)計是基于FPGA的設(shè)計與實現(xiàn)，在EDA開發(fā)平臺QUARTUSⅡ6.0上，基于FPGA進行設(shè)計的音樂硬件演奏電路，利用數(shù)控分頻技術(shù)，通過制作一個能夠儲存樂符數(shù)據(jù)的邏輯宏模塊存儲器（LPM-ROM）中，最終實現(xiàn)音樂硬件演奏。本文實現(xiàn)的是“梁祝”這首曲子，如果需要更換樂曲的話，只要重新制作LPM-ROM，將其中所存儲的音樂數(shù)據(jù)進行更換，便可播放任意樂曲。
　　設(shè)計研究的主

4、要內(nèi)容包括：
　?。?）闡明了項目的基本原理及背景；
　?。?）介紹了項目設(shè)計所要用到相關(guān)軟件、平臺及設(shè)計方法；
　　（3）確定了項目的設(shè)計方案；
　?。?）單元模塊的具體設(shè)計；
　?。?）總體程序的設(shè)計。
　　設(shè)計采用Altera公司的Cyclone系列中的EPIC12Q240C8芯片。
　　本系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)頂層原理圖，共分為存儲模塊、時鐘分頻模塊、地址發(fā)生器模塊、數(shù)控分頻模塊、分頻預(yù)置數(shù)模塊、