1.1.3  FLASH FPGA的特点及优势

 Actel公司率先推出的的基于Flash架构的FPGA满足了人们对未来FPGA的需求，Flash FPGA的优势十分突出，单芯片、低系统成本、高安全性、高可靠性、低功耗等等，这些也正是设计开发产品时所必须考虑的问题，这对FPGA技术的发展是一次质的飞跃。Actel Fusion系列器件是世界上第一款也是唯一一款具有模拟功能的Flash架构的FPGA，是在成功的第三代Flash FPGA架构基础上结合先进的Flash FPGA数字技术和模拟技术，融合了数字内核、ADC、Flash储存器、模拟的IO、RTC等数字和模拟部分。其特点极大的提高了单芯片的功能，简化了系统设计，大幅度减少了电路板面积和系统总成本，降低了系统开发的难度，为众多应用领域带来了可编程的优势,包括电源管理、时钟的生成与管理、智能电池充电及电机控制等方面，而这些应用主要由价格昂贵且耗费空间的分立模拟原件或混合信号ASIC的方案来实现[9,12]。

1．2  主要工作

本论文设计结合了光电传感器和FLASH FPGA两部分，设计出一套基于FLASH FPGA的光电传感控制器，提出系统的整体设计框架，硬件设计，软件设计和调试，使其能继承两者的优势，主要工作如下：文献综述

了解一些基本的光电传感器件、学习传感技术原理，学习了解步进电机控制技术、FPGA技术，了解FPGA技术的优势和特点及应用领域，熟悉用到的ACTEL的FLASH FPGA器件的基本结构及各模块功能；学习ACTEL FLASH FPGA硬件平台及其软件开发工具Libero的使用；对设计中FLASH FPGA所用到的模块进行了深入的研究；设计并搭建与FLASH FPGA接口的光电传感及步进电机控制电路；用verilog硬件描述语言完成FPGA对传感信号的采集、处理以及步进电机控制程序，并给出最终实际调试的结果。

2  系统核心硬件平台FLASH FPGA研究

这一章中，我们主要探讨本系统设计中的核心硬件平台，介绍平台上主要用到的几个模块。基于FLASH FPGA的光电传感控制器在设计过程中使用的是Fusion StartKit开发板。Fusion StartKit开发板有许多优，核心处理芯片采用的是AFS600-FG256芯片，该系列是世界上首个混合信号FPGA,并且Fusion器件内部集成了模拟模块和RC振荡器[13]，且不需要配置芯片，上电立即运行，所以非常适合单芯片运行。在模拟模块中还集成了实时计数器（RTC）和电压监控模块（VR），使得Fusion系列的器件具有掉电功能，因此功耗大为降低。此外，Fusion StartKit开发板上有以下资源可用，便于用户设计使用[13,14]：

（1）电源适配器器插座，开关和LED指示灯;

（2）通过跳线器选择I/O Bank1的电压2.5V或3.3V;

（3）10 pin的JTAG接口用于连接Flash Byte下载器;

（4）48M有源晶振和一个时钟晶振（用于内部RTC）；

（5）8个LED，5个独立按键（KEY1用于掉电唤醒）；

（6）4个通用异步收发器（UART）；

（7）键盘鼠标接口（PS/2）和一个VGA接口；

（8）一路USB接口（支持低速和高速模式）；源:自~751·论`文'网·www.751com.cn/

（9）LCD显示屏（1602），可以显示中英文；

（10）4路MOSFET管，通过接插件可以驱动步进电机、风扇等。

（11）板上带有大容量的SRAM;

（12）板级提供多路电流、电压、温度检测接口[9]。

我们在基于FLASH  FPGA的光电传感控制器中主要要用到了开发板上的电源模块，LED指示灯，用于连接的Flash Byte下载器，时钟模块，MOSFET管模块用于驱动电机，电压监控检测接口。