整个“LED大屏显示系统”由发送和接收两大模块组成，分别实现视频数据的发送和接收。当系统的组成明确之后，重要的一项任务就是完成对方案的设计和对芯片的选型。设计方案是关系到整个系统的架构和性能，而芯片选型则是关系到系统具体的布局和成本。当设计方案确定之后，芯片选型的范围会缩小，而当芯片选定之后，设计的方案相应就不能有大幅度的更改，方案设计和芯片选型相互影响、相互制约，因此选定一个最佳的方案与合适的芯片至关重要。

方案设计

由于本课题是在研的“某LED大屏显示系统”的一个子课题，围绕整个系统的背景和功能进行设计，是方案与系统之间能否很好结合的关键。整个LED大屏显示系统实现的是将电脑屏幕中框定特定区域，点对点地通过数据线传输，最后将视频显示在终端的LED大屏上。根据系统的结构和要求，对数据的传输部分，先后设计了两种具体方案。

方案一：采用非以太网的传输方式，直接对FPGA进行编程，控制数据的发送和接收，传输介质采用屏蔽的同轴电缆。系统结构框图如图3-1所示。

由图可以看出，采用这种方案，设计比较简洁和单一，数据传输的大部工作由FPGA进行控制，而FPGA的控制则是由编写的VHDL语言实现，同时为了减少数据在传输线上的误码率，设计采用了同轴电缆作为传输介质。

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将方案一和方案二的优缺点进行对比，可以看出方案二具有更大的优势，不但能利用FPGA的可编程逻辑功能，增加系统的灵活性、准确性，还能减少设计的成本，能适用于商业的广泛应用，因此选择了方案二作为本课题的设计方案。

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由流程图分析可知，经过对AX88180初始化后，先由一个条件判断语句决定程序是否开始执行，然后按照状态转换的先后顺序一步一步往下进行的。当系统接收模块上电后，程序开始运行，先进行初始化，然后经过一个判断语句决定程序是否执行下一个状态，如果接收缓冲区状态寄存器标志位未满，则继续等待，直到标志位为满时，才进入下一个状态；如果接收缓冲区状态寄存器标志位满，则按先后顺序执行计数器清零、开启读缓冲区功能、从PHY接收缓冲数据、接着关闭读缓冲功能，最后再反回到计数器清零的状态，进入下一次循环。

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仿真概述

在完成对VHDL语言的编译和综合之后，可以排除程序设计的语法错误，为了进一步验证程序的逻辑功能和时序是否正确，进行仿真是不可缺少的一个环节。

QuartusⅡ的仿真主要有功能仿真和时序仿真。功能仿真又叫逻辑仿真，是指在不考虑器件延时和布线延时的理想情况下对源代码进行逻辑功能的验证；而时序仿真是在布局布线后进行，它与特定的器件有关，又包含了器件和布线的延时信息，主要验证程序在目标器件中的时序关系，它更能更真实的反映出设计自身的性能。

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本文针对“LED大屏显示系统”数据传输流量大的特点，采用了ASIX公司的Non-PCI接口的千兆以太网控制器AX88180芯片和Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240C8芯片作为硬件支撑，使用VHDL语言对EP1C6Q240C8芯片进行编程来控制MAC芯片工作：对AX88180寄存器进行初始化配置；对AX88180发送和接收数据进行时序和逻辑的控制。确保数据准确、快速的传输，满足设计的各项要求。

本设计主要做了以下几个方面的工作：

1、查阅大量文献资料，了解IEEE802.3协议规则、MAC芯片和FPGA器件的结

构和功能。

2、确定设计思路，制定总体设计方案。

3、根据方案选定MAC控制芯片和FPGA器件的具体型号。

4、以芯片的数据手册引导，编写发送和接收模块的VHDL程序。

5、对编写的VHDL程序进行仿真，使设计的程序满足要求。