基于Verilog HDL的PTC控制器设计开题报告

1. 研究目的与意义

基于verilog hdl的ptc控制器设计是工程实践性课题，主要的目的是培养学生将所学习的电路知识、集成电路生将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路cad的技能运用到实际的芯片设计中，结合半导体加工厂的制造工艺，完成具有一定专用功能的专用芯片的设计。

对于fpga开发而言，比较流行并属于ieee标准的主要有verilog hdl和vhdl。但与vhdl相比verilog hdl有个最大的优点是：它是一种非常容易掌握的硬件描述语言，只要有c语言的编程基础，一般经过2到3个月的认真学习和实际操作就能掌握这种设计技术，并且完成同一功能它的程序条数一般仅为vhdl的1/3。

pwm是英文pulse width modulation的缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。只要滤波电路的带宽足够，pwm可以对任何模拟值进行编码。pwm的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无须进行转换，让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。对噪声抵抗能力强是pwm相对于模拟控制的另一个有点，并且这也是将pwm用于通信的主要原因。总之pwm是一种经济、节约空间、抗噪性能强，值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

ptc控制器的核心分为以下几个部分：pwm模块，看门狗模块，定时器模块，控制模块，输入输出接口模块。根据各个模块的功能，编译程序，并且在编译完各个模块后，按照ptc控制的顺序进行链接，并且与控制模块和输入输出接口模块相结合。

难点：

3. 国内外研究现状（文献综述）

pwm是英文pulse width modulation的缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。只要滤波电路的带宽足够，pwm可以对任何模拟值进行编码。多数负载需要的调制频率高于10hz，通常调制频率为1khz到200khz之间。pwm的一个优点是从处理器到被控信号都是数字形式的，无序进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0获奖逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。对噪声抵抗能力的增强是pwm相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在默写时候将pwm用于通信的主要原因。从模拟信号转向pwm可以极大的延长通信距离。在接收端，通过适当的rc或lc网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。总而言之，pwm是一种经济、节约空间、抗噪性能强，值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。

timer称之为定时器也叫计时器，在一个片上系统中的作用包括：（1）为操作系统提供周期性的中断，进行任务调度；（2）为需要定时的应用程序提供定时，比如某些应用程序需要周期性的执行特定任务，或者检查特定时间是否在给定时间内发生等。一个片上系统中通常设计多个计时器，以满足不同任务的计时需求。

计数是一种最简单基本的运算，counter就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单位则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成。计数器在数字系统中具有非常广泛的应用。

4. 研究方案

采用现场可编程逻辑器件（fpga）制作，利用eda软件中的verilog hdl硬件描述语言编程进行控制，然后烧制实现，运用 synopsys 和 cadence 完成芯片的版图设计和验证。fpga是现场可编程逻辑器件,也是本设计方案的核心内容,它是实现ptc控制器的主要控制模块.由设计者把编好的verilog hdl程序烧制到现场可编程逻辑器件fpga中,然后通过控制输入电路时间把信号输入到fpga,产生不同的信号。设计主要由以下几个模块组成：

pwm模块：提供了比较输出用于产生单独或连续的时序和控制信号。模块最多可以产生两个左右对齐的pwm输出，一个中心对齐或双沿pwm输出。

5. 工作计划

第1周：查找文献和翻译文献

第2周：撰写开题报告

第3周：电路系统的总体设计和规划