1. 研究目的与意义
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路，该产品既解决了定制电路的不足，又克服了原有类型的可编程器件门电路数有限的缺点。由于FPGA产品具有上市时间短、设计成本低、便于升级与重复使用的特点，目前被广泛应用在通信、航天、航空、导航、遥感、遥测、程控交换机等军、民用领域[1]。
FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个主要部分。对于一个实际投入商业与工业应用的FPGA而言，没有I/O接口、上电复位和电源系统等模拟电路模块就不能保证FPGA在各种实际应用环境中正常工作。因此对于投入实际应用的FPGA产品而言，模拟电路的设计是至关重要的。
但是，由于中国集成电路产业受到产业高速增长与核心技术长期受制国外技术壁垒的双重影响，出现了产业规模盲目扩大与产品效益低下并存，外资大量进入与本土大企业缺失并存的尴尬局面。由于外资的巨大贡献，中国的整机制造产业(包括计算机、通信设备制造和视听产业)仍具有较强的国际竞争力，而本土的元器件研发产业在全球所占的份额则十分有限。这一格局在客观上反映了国内的企业与科研院所尚不具备与跨国公司开展全面竞争，中国电子信息产业仍处于加工组装阶段的现实。因此，从某种意义上来讲，中国电子产业的基础研发能力大而不强。
2. 研究内容与预期目标
在理解数字逻辑信号处理理论的基础上，设计出一套能实现通用数字逻辑分析与处理的系统。设计出的通用数字逻辑分析与处理系统能够实现的功能有：键盘扫描，数码管和LCD显示，LED指示，蜂呜器，I2C总线接口器件，外部扩展等。确定了系统模块后，设计原理图，制作pcb，完成硬件设计、加工、制作，之后进行上述功能的验证。熟悉掌握信号与系统、数字信号处理的基本理论，了解FPGA设计与实现，能够使用相关软件将算法实现。
通过本次设计，对fpga 的功能有所了解，熟悉fpga 的设计流程，掌握对fpga 的编程应用，加深对数字信号处理技术的理解，同时也能扩大自己的知识面，为以后的工作做铺垫。
3. 研究方法与步骤
本课题需要熟悉掌握信号与系统、数字信号处理的基本理论，然后设计通用数字逻辑分析与处理的系统。
1.开始准备阶段，有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识，学习实验所需软硬件的相关知识。；
2.基于所学理论知识，用Altium Designer 设计出通用数字逻辑测试系统原理图；
4. 参考文献
[1]唐普英,姜书艳,郭小伟,高原,李绍荣.“数字逻辑设计及应用”探究式教学实践[J].实验科学与技术,2016,(06):102-105.[2]郭明安,杨少华,罗通顶,杜继业,高帅,严明,李刚,刘璐,李斌康,刘偲.用于高速成像的紧凑式像增强器门控脉冲发生器[J].现代应用物理,2016,(04):69-74.[3]秦书嘉,缪磊,崔龙,席宁.一种基二快速Hadamard变换的并行算法[J].信息与控制,2016,(06):707-712 721.[4]李联炳,马晓婷.基于MSP430单片机的数字逻辑笔设计[J].电子世界,2016,(18):109-110.[5]夏平,刘小妹,熊军,雷帮军.基于FPGA的多信号合成的硬件设计与实现[J].现代电子技术,2016,(17):89-92.[6]郭腾辉.四自由度调整定位工作台中的精密驱动与定位技术[D].哈尔滨工业大学,2016.[7]余明元.高速低功耗SARADC的设计与实现[D].中国科学技术大学,2016.[8]刘石生,彭龙新.一种高精度宽带幅相控制多功能MMIC[J].固体电子学研究与进展,2015,(06):518-525.[9]石贤帅.基于通道的数字逻辑设计方法[J].中国集成电路,2015,(12):32-37.[10]戴伏生.利用基本RS锁存器设计仲裁逻辑电路方法[J].电气电子教学学报,2015,(03):74-76.[11]陈方.专用USB接口仿真与测试[D].北京交通大学,2015.[12]刘萌.高性能模数转换器研究与设计[D].贵州大学,2015.
5. 工作计划
2022年1月5日-2022年3月1日，有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识，学习实验所需软硬件的相关知识。
2022年3月2日-2022年3月20日，设定实验方案，采集实验数据。
2022年3月21日-2022年4月25日，进一步理论分析，进行实验，开发相关软硬件系统。
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