基于Verilog HDL的汽车日间行车灯控制器的设计与验证开题报告

 2022-09-18 17:18:44

1. 研究目的与意义

随着社会的不断发展,经济增长速度加快,科技不断进步,汽车的发展也日新月异,功能越来越齐全,也具备了越来越高的性能,但同时也导致现代交通越来越拥挤,安全问题越来越突出,在这种情况下汽车日间行车灯的出现为行车安全提供了一定的保障。为提高行车安全性,欧盟规定自2011年起,欧盟境内所有新车必须安装日间行车灯(DaytimeRunningLight,简称DRL)。日间行车灯不同于普通的近光灯,其专门为白天行车照明而设计,能耗只有日间行车灯D03引普通近光灯的15%。从那些开始探索已经响应该项规定的欧盟国家来看,日间行车灯的使用的确对提高道路安全性、减少交通事故起到了积极有效的作用。轿车、货车以及公共汽车等车辆在安装了日间行车灯后,其可见性得到明显提升,从而增加了行车的安全性。

课题要将所学习的电路知识、集成电路和集成电路CAD的技能运用到实际的芯片设计中,结合半导体加工厂的制造工艺,完成具有一定专用功能的专用芯片设计。

2. 课题关键问题和重难点

课题中关键问题:

1.查找文献,完成汽车日间行车灯控制器的系统功能、电路模块的系统级和划分;

2.采用Verilog HDL语言描述电路系统,完成系统电路原型的设计、仿真和验证;

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着科学技术的全方面发展,汽车制造工艺也发展的越来越快,使得汽车已经成为现代人们主要的交通工具。但人们了解到他们便捷、快速之余,也同时意识到汽车潜在的安全隐患,所以对具有汽车行驶状况提示作用的汽车日间行车灯进行研究是非常有必要的。

日间行车灯,顾名思义就是车辆在白天行驶时开的灯。此概念由欧盟国家提出,由于欧盟地区国家经常下雪、下雾,能见度很低,因此一些国家出台规定:白天行车也必须开灯。此后,随着一系列主题推广活动的开展,白天行车安全同样被广泛重视,同时也旨在向驾驶者推广强调安全驾驶、文明驾驶意识。据汽车照明专家介绍,这种日间行车灯不是用来让司机能看清路面的,而是在于提高车辆的被辨识性,安装在前面的部分LED日行灯,是使车辆在白天运行更容易辨认的灯具。其效果不是为了照明,而是为了让别人知道有一辆车开过来了。所以行车灯不是照明灯,而是一种警示灯。诚然,日间运行灯可使汽车看起来更酷,但最大的作用在于提供的车辆被辨别性。简而言之,白天交通信号灯的目标就是为交通安全。安装有日间行车灯系统的汽车,只要发动机运行,日间行车灯自行开启,警示安全。行车时开启,一是可提高对运动中车辆的可视性,利于司机遇到危险情况及时采取措施;二是有利于集中司机、特别是疲劳驾车司机的注意力。此外,也可遏制行人和非机动车横穿公路现象。据了解,行车时开启前灯,可降低12.4%的车辆意外,同时可降低26.4%的车祸死亡几率。据照明专家介绍,相对于普通近光灯,使用了LED技术的日间行车灯,可以减少车辆电能消耗,耗电仅相当于普通大灯的25%到30%,进一步降低二氧化碳的排放。目前市场上这种LED灯的造价一般在200元至1200元之间,价格差异取决于车型、车身的宽度以及行车灯的材质。日间行车灯的主要用料是LED灯组,材质分软、硬两种,形状各异,有的像钻石波浪,有的像水晶眼,装上之后除了安全节能,还能彰显爱车个性。近年来,很多国家都制定了有关日间行车灯的相关标准以保证生产安装的的日间行车灯能够真正的起到安全保障作用。其中最具代表性的当属欧洲经济委员会的ECE汽车技术法规中的ECER79。我国也于20l0年1月1日起开始实施2009年3月6日发布的国家标准Ⅸ汽车昼间行驶灯配光性能。不过早期的这类日间行车灯,多半采用的是卤素灯泡,虽然耗电量不大,但随着科技的进步,车厂们所设计的昼行灯多半采用更高亮度的LED配置,能大幅降低达35%的电力,可增加电瓶的寿命,且LED的最长寿命更达80000h-100000h,几乎等同于车辆的使用年限。

随着社会的发展,各类电子产品和工业控制的要求越来越高,这必然会推动数字系统的设计。进行数字系统设计的方法和设计工具有很多,EDA技术的发展,为现代数字系统的设计提供了灵活,快捷的途径。Verilog作为业界使用最广泛的硬件描述语言之一,有大量的电子设计自动化工具对它予以支持。通过使用集成开发环境,设计人员可以在常见的Windows或其他图形化系统中进行设计、仿真、验证,例如Cadence和Synopsys等公司提供的集成电路计算机辅助设计系统。我们可以通过该语言进行设计与验证,对日间行车灯有更好的认识。

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4. 研究方案

1.查阅文献,对汽车日间行车灯进行系统的了解,对电路系统先进行总体分析,将其划分设计电路模块;

2.对划分的各个模块进行单独的分析与设计,进行电路仿真,确保每一个模块是没有问题的;

3.将各个模块综合起来,进行整体设计与仿真;

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5. 工作计划

第1周:深层次地理解自己的课题,查看相关学术论文,查找文献资料和翻译文献;

第2周:查阅资料,拟定方案,撰写开题报告,研究设计方案和设计思路;

第3周:划分设计电路模块,对电路系统进行总体设计和规划;

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