基于FPGA的汽车信号灯

基于FPGA的汽车信号灯控制器设计小组成员谷良顾冰张文礼李婷对于汽车来说，信号灯就是它与其它车辆互相交流的工具。因此，利用信号灯实时的对车辆的各种操作进行预告，就可以避免很多不必要的事故。本项目就是要利用FPGA来实现信号灯控制器的基本功能（左转向，右转向，刹车等）、信号灯的故障检测功能和停靠计时的功能。项目做什么项目做什么虽然关于汽车信号灯控制器的设计已经有很多不同的版本，像利用纯粹的模拟电路、成本较低的单片机等等。但是现在的控制电路不仅仅是成本问题，纯粹的模拟电路虽然实时性好，但是稳定性差，而且功能也很单一。成本较低的单片机尽管可以弥补部分的不足，但在处理复杂的问题方面还是不尽如人意。为什么要做这个项目首先，FPGA比起单片机来运行速度加快，因为它内部的集成锁项环可以将外部的时钟倍频，可以使频率达到上百兆。其次，FPGA的管脚多，可以设计复杂的系统，单片机要想得到更多的I/O管脚，就必须以牺牲速度为代价，这样实时性就比较差了。最后，单片机的内部程序是串行执行的，而FPGA是并行执行的，因此拥有更高的效率。为什么要做这个项目总上所述，利用FPGA来实现汽车信号灯的控制可以使功能更加完善，而且处理速度也会更高。在未来的优化中，也可以很方便的在现有的设计中修改或增加功能。而且做这个项目可以让我们更加深刻的认识FPGA，熟练使用VerilogHDL语言来进行硬件方面的程序设计。为什么要做这个项目我们的小组成员有四名，准备采用并行的方式来完成整个设计。汽车上的信号灯有：转向灯(左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯、仪表盘上的二个指示灯)及夜间示宽灯等。当汽车转弯、刹车、停靠时，转向灯发出不同的信号；夜间则点亮示宽灯。如何做这个项目控制系统开关操作与灯光信号对应关系如下：•(1)左/右转弯(合上左/右转弯开关)：仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁。•(2)紧急开关合上：所有灯闪烁。•(3)刹车(合上刹车开关)：左右尾灯亮。•(4)左/右转弯刹车：仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁，右/左尾灯亮。如何做这个项目•(5)刹车、合上紧急开关：尾灯亮、仪表板灯、头灯闪烁。•(6)左/右转弯刹车并合上紧急开关：右/左尾灯亮，其余灯闪烁。•(7)停靠(合上停靠开关)：头灯、尾灯闪烁。•(8)夜间（合上示宽开关）：左/右示宽灯亮。•(9）复位开关：所有灯灭。如何做这个项目对于上述的九个功能，我们打算利用先拆分再综合的方法来实现，就是先把每个功能的程序设计出来进行仿真，等到全部通过后再分析程序进行综合，去掉冗余的代码。具体的分工方面，我们打算采取集体研究——模块分工设计——集体仿真验证的顺序来完成。首先是准备资料，每个人都如何做这个项目对这个项目进行研究分析，然后查阅资料，每个人都拿出自己的一套设计方案，大家一起讨论研究，在此期间多练习和使用Verilog编程，在确定了总体的设计方案后再进行分工，具体到每个人要完成的子模块。这个阶段结束后，将得到的子模块分别进行仿真调试，这个时候大家可以相互对这些程序进行深入的交流，把相似的地方提炼出来为下一步的化简做准备。如何做这个项目首先是方案的设计，因为要完成一个电路的方案往往是多种多样，各个模块的方案也不会唯一，因此如何能找到一个既节省硬件资源，又可靠稳定的方案是一个难点。其次就是功能仿真这一块，因为软件与硬件的结合往往不是一次就可以成功的，因此在硬件电路的仿真可能会遇到不同的难题。可能遇到的问题