基于VHDL的FPGA的电子密码锁设计+源代码(2)
1.3 密码锁的诞生及发展
面对这种现状，很显然传统的机械锁已经不能起到很好地效果，所以在新的时代必须对锁进行革命性改变。伴随着科学技术的不断进步，电子行业的飞速发展，锁也迎来了电子时代，人们开发了电子密码锁，即使用输入密码形式代替钥匙，以电子信号控制电路从而控制机械开关的密码锁。电子密码锁的优势十分明显，它可以通过随时更换密码来增加其安全性能，使用人员的交接更替也可以通过简单的更换密码代替繁琐的拆锁换锁来解决。电子密码锁操纵便利简略，开锁和改换密码的操纵非常简略，合适绝大部分人群。报警功能也是一大优势，当密码输入错误，会触发报警器，提示主人，使其安全性进一步增强。电子密码锁有结构简单的电路密码锁，也有复杂的芯片锁。不过还是芯片锁应用更广一些，它是通过编程来实现其功能的。电子密码锁种类繁多，例如指纹识别密码锁，生物锁，磁卡锁，数码锁，IC 卡锁等等，而其中较为普及的还是按键式电子密码锁[2]。20世纪80年代以来，电子密码锁发展的十分迅速,但是电子密码锁也有自身缺陷，它成本高、需要供电等各种条件使得暂时难以实现大范围普及。目前在西方发达国家，电子密码锁技术的成熟度已经相当高，开发出各种型号、功能的密码锁，并且被广泛运用于门禁等系统中[3]。反观国内，国内的电子密码锁技术还不是那么成熟，市场上还是以按键式密码锁为主，先进的密码锁也还是以进口为主，各大电子厂商也在不断得引进先进的技术和设备来研发各种先进的电子密码锁，在国内电子锁正处于基础阶段，所以电子密码锁的发展前景还是相当可观得[4]。
目前使用的电子密码锁大部分是以单片机为主要器件来实现功能的, 但是相对于单片机来说，可编程逻辑器件FPGA具有更好的性能,首先FPGA在内部集成锁项环,把外部时钟倍频,可以将核心频率调到几百兆，因此具有超高的运行速度,而单片机运行速度相比就低了不少.在高速运行系统中,单片机是无法代替FPGA的[5]。其次，FPGA因为管脚多,IO口资源丰富,可以用不同IO口和各外设连接。然后，内部程序的运行方式也不同，FPGA采用并行运行,能处理更复杂的功能，而单片机是串行运行的,在处理突发事件时只能调用中断资源，而终端资源是有限的，因此FPGA可以更有效率的工作。最后，FPGA配备有大量软核来支持二次开发，FPGA甚至包含DSP和单片机两者的软核,并且FPGA的IO数仅限自身IO数,所以FPGA相当于单片机和DSP的合体,FPGA基本能实现单片机和DSP所具备的功能,。
1.4 论文主要工作与章节介绍
1.4.1论文主要工作
本文的设计目的是研究设计一种基于FPGA的电子密码锁，这种电子密码锁设置的密码为6位，具有密码输入、密码显示、密码验证、错误报警等功能。论文的主要工作首先是了解FPGA的开发流程，熟悉其开发环境，然后整理设计思路，结合逻辑电路与程序编写完成密码锁设计，并作出必要的仿真与时许分析，验证其功能，最后对工作进行总结，
1.4.2章节安排
第一章主要对电子密码锁的历史背景及其发展现状进行了深入的了解与学习。
第二章主要介绍典型FPGA设计流程及其软件开发环境
第三章是论文的主体部分，整个密码锁的设计方案都在第三章，包括设计的思路、具体的设计模块和各部分的仿真，是论文的核心。
2 设计方法、流程以及软件环境
2.1 设计方法
FPGA有两种典型的系统设计方法：
一种是自顶向下（top-down）设计，首先定义顶层（top-level）模块，然后定义顶层模块需要的子模块（sub-blocks），然后一直往下分，知道不能分为止[6]。