1.3 课题研究的内容

本次论文的题目是基于FPGA的电子钟设计，我们采用Altera公司开发的CYCLONE IV芯片，使用EP4CE6F17C8开发板来完成为本次的设计，使用VHDL语言和图形输入为硬件描述语言，采用自顶向下的设计思想，QuartusII软件作为运行程序的平台。设计的电子钟时间能够直观具体的显示时、分、秒,我们用到了六位一体的数码管来显示数字式的时、分、秒。该电子钟具有清零和整点报时功能，可以对小时，分钟进行单独校对，使其校正到标准时间。用按键来实现对时钟的校时。由晶体振荡器提供时间基准信号并经分频来保证计时的稳定性和准确性。

2软硬件技术介绍

2.1 FPGA概述

FPGA翻译成中文就是现场可编程门阵列，早在上个世纪八十年代中期，正是得益于复杂可编程逻辑器件这类可编程逻辑器件的不断发展和进步，才有了这个元器件的产生。在专用集成电路这块领域中，FPGA是以一种半定制性质的电路出现的，半定制电路的出现有一部分原因是由于定制电路存在着许多问题，所以它的出现弥补了定制电路存在的各种的缺陷，解决了定制电路存在的很多问题。不仅如此，由于门电路数是有限的，所以FPGA的出现还能够巧妙地解决CPLD存在的这类问题。相比较计算机软硬件开发或者是单片机开发而言，FPGA的开发有着许多不同的地方，这些不同造就了FPGA的优势。简单的从操作顺序来说， FPGA一般是以并行运算的顺序进行操作，完全不同于计算机或者是单片机，这种运算的优势在于能够提高运算速度，提高效率，这是计算机和单片机落后于FPGA的部分。再从实现模块功能的角度来说，FPGA开发平台通过硬件描述语言来完成，而计算机则是通过软件描述语言来完成，相比较而言更加复杂繁琐。不过FPGA的开发也不是完美的，同样存在不少常见的问题需要解决，最典型的一个问题就是软硬件调试，反观计算机软硬件开发或者是单片机开发在这一方面做的更好，FPGA也有很多地方需要向计算机软硬件开发和单片机开发借鉴。

FPGA拥有一系列能够吸引开发者的优点，比如可实现在线反复编程、较短的开发周期、极高的可靠性、高集成度、极快的运算速度以及能够实现并行处理等，得益于它自身的这些优势，FPGA的应用范围越来越广，如今在电子网络通信、数字传输、医学、工业控制及制造等各个领域都有着举足轻重的低位。FPGA不同于单片机和普通计算机，它能够实现真正意义上的并行处理，这是FPGA区别于其他开发平台的关键所在，也是优势所在。不仅如此，由于它的运算速度非常之快，使运算效率能够大大提高，更好地满足设计要求。

FPGA系统的处理速度相对来说非常快，高速的处理速度造就了它极高的处理效率，所以它能够快速实现各种复杂的逻辑功能。不仅如此，因为FPGA系统IO资源也很丰富，为了实现相应的功能，用户可以结合具体情况，根据各自特定的需要去生成所需电路结构。综合FPGA的各项优点，FPGA能够高效、稳定、快速的处理各项复杂的逻辑功能，结合本次设计的具体情况，对硬件工作环境、系统稳定性以及运算精度的考虑，故选用FPGA来做控制器。

2.2 EDA技术的介绍

EDA相对来说是一种目前比较成熟的电子设计技术，翻译成中文它的名称对于很多人来说就非常通俗易懂了，叫做电子设计自动化。早在二十世纪九十年代初的时候，开发者通过一系列相关的概念，比方说常见的计算机辅助制造、计算机辅助设计和计算机辅助测试等一系列相关的概念，慢慢的通过相关技术的发展和革新，并且不断的改进升级，进而延伸出了一个全新的概念、全新的设计技术，也就是现在我们所熟知的这项EDA技术。EDA这项技术是紧紧依靠着计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）的技术，历经数十年的艰难发展和技术革新，通过无数人付出的努力，开发出的一种基于普通个人计算机平台的新型的软件系统技术，这项技术的出现意义重大，极大的方便了开发者的工作，大大提高了开发者们的工作效率。EDA这项技术以我们日常生活中非常多见的普通个人计算机作为其开发工作平台，这对于开发者来说非常方便，无需采用特殊平台进行开发，大大的降低了门槛，让更多人能够学习和使用EDA技术。与此同时，EDA技术还包含了现如今全世界最新、最先进的计算机电子信息科技这方面的各类科研技术，比方说常见的计算机网络技术、智能控制技术和自动控制技术等，这些都是非常基础的大学生专业课课程，对于初级开发者来说能够学会这些专业知识，能够对以后的实践和工作起到非常大的帮助，也有助于更好地实现电子产品的自动化设计。