VHDL를 이용한 엘리베이터 설계

소개글

VHDL를 이용한 엘리베이터 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 설계 요약문
2. 서론
1) 설계목표
1) 엘리베이터 논리
3. 설계 과정 및 결과
1) 전체 시스템 구성 및 Flow Chart
2) TOP VHDL 구성도
3) Data path
4) FSM
5) Core simulation
6) IO
7) 입출력

4. 결론
1) 결론
2) DISCUSSION
 

본문내용

Project에서는 VHDL과 다양한 IO장치들을 이용하여 엘리베이터를 설계하였다. 설계 요구 사항은 다음과 같다.
 5층 건물의 엘리베이터
 내부 층 이동(1~5층)
 층 간 이동속도: 7초
 내부 층 선택 입력 및 외부 상/하 이동키, 문 개폐 버튼
 내부 층 선택, 문 개폐 버튼은 4x4 key로 입력
 외부 상/하 이동키는 PS2키보드로 입력
 현재 층, 내부 키가 눌린 층, 외부 상/하 이동키가 눌린 층 표시, 엘리베이터 현재 상태 표시
 현재 층 표시, 내부 키가 눌린 층 표시 : 8DSS
 외부 상/하 이동키가 눌린 층 표시 : text LCD
 엘리베이터 현재 상태 표시 : VGA
 이동 상태(up or down) 표시 : LED
이번 프로젝트를 통해 완성하고자 하는 엘리베이터의 모델은 현재 이용되고 있는 학교 도서관의 엘리베이터의 논리와 같도록 설계하도록 하였다.
엘리베이터 내부에서 목적지층을 선택하면 목적지 층으로 7초간 이동을 하여 도착을 한다. 문이 2초간 열리고 5초간 열린 상태를 유지하다 2초간 문이 닫힌다. 문이 열려있는 동안 다시 문 열림 버튼을 누르면 다시 5초 동안 문이 열려있는 상태를 유지한다. 문이 열려있는 동안 문 닫기 버튼을 누르면 그 순간부터 2초 동안 문이 닫힌다. 엘리베이터 내부에서 목적지 층을 여러 층 선택하면 모든 층에서 위와 같은 동작을 한다. 예를 들어 1층에서 5층을 눌러 엘리베이터가 이동 중 3층에서 4층 이동하는 순간 내부 목적지 2층을 선택한다면 5층에서 멈춘 뒤 2층으로 이동한다.
엘리베이터 외부에서 상/하 이동키를 누르면 눌러진 층으로 이동한다. 단 엘리베이터가 올라가는 상태이고 눌러진 층에서 상 이동키를 눌러진 상태일때만 엘리베이터가 멈추고 반대로 엘리베이터가 내려가는 상태이고 눌러진 층에서 하 이동키가 눌러진 상태일때만 엘리베이터가 멈춘다. 예를 들어 1층에서 내부 목적지 층을 5층으로 설정하여 엘리베이터가 1층에서 2층으로 움직이던 중 3층에서 상/하 이동키를 모두 누르면 3층에서 상 이동키 때문에 멈춘다. 그 뒤 5층으로 이동하여 멈추고 다시 3층의 하 이동키 때문에 3층으로 이동한다.
위 요구사항을 기본으로 설계를 시작하였다. 설계 시 가장 먼저 한 일은 datapath와 controller를구분하여 dataflow를 설계하였다. Datapath에서는 현재 내부층이 눌러진 상황과 외부 상/하 이동키를 각각의 레지스터에 저장하고, 입력받은 값들을 통해 목표층을 설정한다. FSM에서는 한 층에 대한 모든 이동조건을 고려하여 설계하였다. 그래서 엘리베이터가 5층이 아닌 10층, 20층이 되더라도 약간의 수정을 통해 적용할 수 있도록 하였다.
또한 설계한 엘리베이터의 논리 중 Ps2 키보드를 통해 입력받은 각 층에서 상/하 이동키의 눌러진 상황을 TextLCD를 통해 표시하고 현재 엘리베이터의 상황(closed, opened, closing, opening) 를 VGA를 통해 모니터에 출력시켰다.

키워드

vhdl,   xilinx,   elevator,   엘리베이터,   mp3100,   설계,   자일링스