eda课程设计--eda数字系统综合设计与实践

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1、课程设计任务书课程名称：EDA技术设计题目：EDA数字系统综合设计与实践完成期限：2017年12月11日～2017年12月21日共2周内容及任务数字系统设计，就是要求学生利用EDA技术进行综合性的数字电子系统设计，培养学生综合应用能力、独立设计与安装调试能力，并树立工程设计观念。具体任务如下：（1）综合计时系统的设计：包括系统设计原理，VHDL等程序设计，时序仿真与分析，逻辑综合与分析、硬件验证等；（2）SOBEL图像边缘检测器的设计：包括系统设计思想原理，VHDL等程序设计，时序仿真与分析，逻辑综合与分析等；各子课题的设计具体要求详见附件一。进度安排起止日期工作内容第15周周一上

2、午/下午（5学时）综合计时系统的设计（电203）第15周周二上午/下午（5学时）综合计时系统的设计（电203）第15周周三上午/下午（5学时）综合计时系统的设计（电203）第15周周四上午/下午（5学时）综合计时系统的设计（电203）第16周周一上午/下午（5学时）SOBEL图像边缘检测器的设计（电203）第16周周二上午/下午（5学时）SOBEL图像边缘检测器的设计（电203）第16周周三上午/下午（5学时）SOBEL图像边缘检测器的设计（电203）第16周周四上午/下午（5学时）SOBEL图像边缘检测器的设计（电203）其它时间学生自行查找资料，自行进行实践，撰写报告参考资料[

3、1]谭会生，张昌凡．EDA技术及应用（第四版）[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2016[2]谭会生，瞿遂春．EDA技术综合应用实例与分析[M]．西安：西安电子科技大学出版社，20041附件一：各设计子课题的具体设计要求1．综合计时系统的设计：设计一个综合性的计时系统，要求能实现年、月、日、时、分、秒及星期的计数等综合计时功能，同时将计时结果通过15个七段数码管实现显示，并且可通过两个设置键，在计时过程中，对计时系统的有关参数进行调整。具体系统功能面板如图1所示。图1系统功能面板2．SOBEL图像边缘检测器的设计边缘可定义为图像中灰度发生急剧变化的区域边界,它是图像最基本的特征

4、，是图像分析识别前必不可少的环节,是一种重要的图像预处理技术。边缘检测主要就是(图像的)灰度变化的度量、检测和定位,它是图像分析和模式识别的主要特征提取手段，它在计算机视觉、图像分析等应用中起着重要的作用，是图像分析与处理中研究的热点问题。在过去的20年里产生了许多边缘检测器，如Rorberts算子，Sobel算子，Prewitt算子，Laplacian算子等。由于Sobel算法只涉及加法操作，但却可以得到很好的划分效果，因而是图像处理系统中最常用的边缘检测算法。Sobel算法包括带4个3×3掩码的输入图像数据，即Sobel算子，它设置权重来检测水平、垂直、左对角、右对角各个不同方

5、向上密度幅度的不同。这个过程通常被称为过滤。我们来看像素窗口（3×3），如图2所示。水平、垂直、左对角、右对角各图像方向上密度幅度的变化可以用如下算子进行计算：Q0Q3Q6Q1[i,j]Q7Q2Q5Q8H=(Q0+2Q3+Q6)-(Q2+2Q5+Q8);V=(Q0+2Q1+Q2)-(Q6+2Q7+Q8);DR=(Q1+2Q0+Q3)-(Q5+2Q8+Q7);DL=(Q1+2Q2+Q5)-(Q3+2Q6+Q7);H,V,DL,DR这四个参数用于计算梯度大小和方向。图2图像窗口像素的排列对梯度大小的一个普遍估计值为：Magnitude＝Max(H,V,DR,DL)。39我们通过对图像灰

6、度作直方图分析后，便可以给出区分度阀值Threshold，区分度阀值往往要借助一定的经验并需要反复调整。如果Magnitude大于Threshold，则该像素被声明为边界像素，否则为一般像素。本课题就是要求使用LPM兆功能块设计和VHDL程序设计相结合的方式或全部采用VHDL程序设计方式，用FPGA/CPLD实现Sobel算法。39EDA技术课程设计说明书EDA数字系统综合设计与实践起止日期：2017年12月11日～2017年12月21日共2周学生姓名班级电子科学与技术学号成绩指导教师(签字)交通工程学院2017年12月21日39一、综合计时系统的设计1.系统设计原理设计一个综合性

7、的计时系统，要求能实现年、月、日、时、分、秒及星期的计数等综合计时功能，同时将计时结果通过15个七段数码管实现显示，并且可通过两个设置键，在计时过程中，对计时系统的有关参数进行调整。如图所示，该计时系统的设计共分为三个主要模块：综合计时电路（ITC）、显示控制电路(DUC)及调整控制电路(ATCC)。其具体模块功能在此不再详细描述。综合计时电路（ITC）可分为计秒电路、计分电路、计时电路、计星期电路、计日电路、计月电路和计年电路，共七个子模块。显示控制电路（DUC）使