2007 University/College IC Design Contest 大学组可程式辑设计 (Altera Version)
仿打地鼠游戏电设计 1. 问题描述
请完成一「仿打地鼠游戏」之电设计,并於主办单位所提供的 FPGA 实验板予以实现之. 我们将七段显示器右下角的点光源(dp)视为地鼠.当七段显示器之 dp"点"表示为地鼠"出现".反 之,当七段显示器之 dp"熄灭",表示为地鼠"消失".因此,使用者倘点选七段显示器之 dp 相对 位置按钮,且恰好与地鼠"出现"之位置相同,亦即所谓"击中",则蜂鸣器(buzzer)将会发出鸣声, 并自动计分於七段显示器上. 本控制电共有 2 项输入(时脉,按键)与 2 项输出(蜂鸣器,七段显示器),关於各项输入与输 出信号的功能明,请考下页表一. 本次 IC 设计复赛比赛时间为上午 8 时 30 分至下午 20 时 30 分.请赛者务必照附 A–顶 层设计档规范,进模组名称,输出/入埠宣告.并且,待赛队伍完成设计,请即举手以示完 成设计.评审将会根据本试题卷第 3 节中的评分标准进现场评分.为评分作业的方,各赛 队伍应考附 B–设计结果验证步骤中所的要求进设计操作,并交付评审本次竞赛之设计作 品档案.
2. 设计规格
2.1 系统方块图
图一,系统方块图
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2.2 输入/输出介面
表一,输入/输出讯号 Signal Name Direction Width reset clk bC bD bE bF dpC dpD dpE dpF segA segB buzzer input input input input input input output output output output output output output 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 7 1 Description 非同步之系统重置信号. 时脉信号.此系统为同步於时脉正缘之同步设计. 按键开关输入. 明:此按键输入相对於七段显示器(segC)的 dpC 输出. 按键开关输入. 明:此按键输入相对於七段显示器(segD)的 dpD 输出. 按键开关输入. 明:此按键输入相对於七段显示器(segE)的 dpE 输出. 按键开关输入. 明:此按键输入相对於七段显示器(segF)的 dpF 输出. 地鼠显示输出(七段显示器(segC)的 dpC 输出). 地鼠显示输出(七段显示器(segD)的 dpD 输出). 地鼠显示输出(七段显示器(segE)的 dpE 输出). 地鼠显示输出(七段显示器(segF)的 dpF 输出). 七段显示器个位字输出. 七段显示器十位字输出. 蜂鸣器信号输出.
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2.3 系统功能描述
本次竞赛,赛者需完成仿打地鼠游戏之电设计,并於主办单位所提供的 FPGA 实验 板予以实现之.我们将七段显示器右下角的点光源(dp)视为地鼠.当七段显示器之 dp"点", 表示为地鼠"出现"动作.反之,当七段显示器之 dp"熄灭",表示为地鼠"消失"动作.因此,使 用者倘点选七段显示器之 dp 相对位置按钮,且恰好与地鼠"出现"之位置及时间相同,则蜂 鸣器将会发出鸣声,并自动於七段显示器上完成计分的动作.
图二,系统方块图
图三,硬体周边之相对位置图
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2.3.1 输入与输出端规范
[时脉输入明] Altera ACEX 1k SOPC 实验板,提供一组 16MHz 的石英震荡器输入.赛者务必完成除 频电设计,使地鼠出现的频为 1Hz. [重置开关输入明] 当重置(reset)开关为高/低位准时,仿打地鼠游戏之电设计将为初始态;待重置(reset) 开关为高/低位准时,仿打地鼠游戏始可开始运作.请注意!!关於按键开关之高/低位准,请 赛者自依 Altera ACEX 1k SOPC 实验板上之按键配置自定义!! [按键开关输入明] A. 赛者需依照如下图四之按键开关与七段显示器 dp 之地鼠出现相对位置,进设计.
图四,按键开关与地鼠出现之相对位置 B. 当使用者每按下一次按键开关,应仅能产生一个非同步脉波(pulse).赛者应进防 弹跳电设计) 并根据此按键所产生之脉波 进七段显示器 dp (地鼠出现时间)的"点 , , "或"熄灭"侦测.此外,当使用者按下按键开关后(edge trigger),且该相对应之 dp 点 ,始可於计分器自动加 1 分*.反之,当七段显示器 dp(地鼠出现时间) "点",使 用者却无在当时按下按键开关,则计分器将予计分.(详尽的计分内容请考本节 之[计分器明] ).

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