FPGA实现的VerilogHDL自动售货机设计

"这篇文档是关于使用Verilog HDL在FPGA上实现自动售货机系统的设计与实施。作者包括Muhammad Ali Qureshi、Abdul Aziz等人，来自巴基斯坦伊斯兰堡巴哈瓦尔布尔大学工程与技术学院电子工程系。文章探讨了一种高效的自动售货机算法，该算法在FPGA板上执行，相比基于微控制器的方案，具有更快的响应速度和更低的功耗。该FPGA自动售货机设计支持四种商品和两种硬币输入，且允许硬币以任意顺序插入。" 文章内容深入探讨了基于Verilog HDL的自动售货机系统设计，这是硬件描述语言(HDL)中的一种，用于创建数字系统的模型。Verilog HDL允许设计者描述硬件的行为和结构，使其能被编译、仿真以及转化为实际的物理电路，如FPGA（现场可编程门阵列）。 在FPGA上实现自动售货机的主要优势在于其灵活性和速度。FPGA是一种可以重新配置的硅芯片，可以在运行时调整其内部连接，因此可以快速适应不同的设计需求。相比于微控制器，FPGA可以并行处理多个任务，从而提供更快的响应时间。此外，由于FPGA的电路是根据特定设计定制的，因此在功耗方面通常比通用处理器更具优势。 论文提出的自动售货机设计支持四种不同的产品，这意味着系统中包含了四个独立的逻辑单元，每个单元负责识别和处理一种商品的购买请求。同时，系统接受两种不同的硬币，这需要设计中包含硬币识别和计数的模块，确保正确计算支付金额。值得一提的是，该设计允许用户以任意顺序投入硬币，这增加了系统的用户友好性，因为它不需要用户严格按照预设的顺序投币。 在实现过程中，Verilog HDL代码首先会被综合，即将代码转换为逻辑门级别的电路表示。接着，这个逻辑设计会被适配到特定的FPGA硬件结构中，通过配置过程来实现。最后，通过硬件仿真和测试验证，确保设计的正确性和功能完备性。 这篇论文展示了如何利用Verilog HDL的灵活性和效率，以及FPGA的强大处理能力，来构建一个高效、低功耗的自动售货机系统。这种设计方法对于电子工程领域的研究和应用具有重要的参考价值，特别是在嵌入式系统和物联网(IoT)设备的开发中。