1. 研究目的与意义
21世纪是一个信息传递及应用技术高速发展的时代，各类信息的传递在人类社会活动中已经必不可少，而使用基于FPGA的电子产品在时代的发展中渐渐走在时代前沿，各项技术的传播和产品信息的普及，让人们享受着科学技术带来的红利。其中人们日常生活中最经常接触到的数码相机、手机、MP3、多媒体播放器等，其信息数据的存储大部分都是使用的SD卡。所以在实际使用中SD卡应用有着十分巨大的市场空间。
SD安全数字存储卡(Secure Digital Memory Card,简称SD卡)是目前使用最为广泛的移动存储设备之一，它是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡在MMC（MultiMedia Card，多媒体卡）的基础上发展而来，增加了更高的安全性和更快的读写速度。SD卡多用于MP3随身听、数码摄像机、数码相机等，其投影面积与MMC卡相同，只是略微厚一点，为2.1mm，但是SD卡的容量大得多，且读写速度也比MMC卡快4倍。同时，SD卡的接口与MMC卡是兼容的，支持SD卡的接口大多支持MMC卡。2013年SD卡在数码相机中正在迅速普及，大有成为主流之势。SD卡在2013年的发展很快，已经开始威胁到CF卡的市场分额了。这是由于SD卡的体积要比CF卡小很多，并且SD卡在容量、性能和价格上和CF卡的差距越来越小，而这两年支持SD卡的手机迅速在市场走热，因此，SD卡的迅速成长绝对不是偶然的。最重要的一点就是MMC卡也能和SD卡相兼容，这也正是SD卡迅速走红的原因之一。
SD卡具有小巧轻便、存储容量大、传输数据快和数据安全性高等优点,并且SD卡控制器结构简单,便于集成,使得SD卡在移动媒体设备和消费类电子产品中得到越来越广泛的应用。SD卡已经成为同类存储产品中的主流,由于它体积小、数据传输速度快、可热插拔等优良的特性，被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、平板电脑和多媒体播放器等。随着SD卡的更新换代,对SD卡进行研究和优化具有很高的实际应用价值。SD卡控制器主要实现两大功能，一是产生控制时序，复位、初始化以及设置SD卡；二是从SD卡中读出或写入数据。
2. 研究内容与预期目标
研究内容：
SD卡（Secure#8194;Digital#8194;Memory#8194;Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。基于SD卡具有的众多优点，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。在此背景下，本课题设计并制作一套SD图像数据的读取及显示的FPGA控制电路。相关技术要求如下：
(1) 利用FPGA将图像数据从SD卡中读出，再由FPGA控制VGA进行显示；
3. 研究方法与步骤
本课题拟采用理论计算与实际验证相结合的方法。
通过理论计算，得到写入图像的起始地址和大小，sd卡需要存储的数据，FPGA内部缓存是否足够，是否需要借助外部的缓存等。
采用FPGA作为主控模块，通过对 Verilog HDL硬件描述语言的编程来实现FPGA相应的各控制功能，设计仿真激励时序。验证功能的正确性。
4. 参考文献
[1] 王金明.数字系统设计与Verilog HDL(第7版). 电子工业出版社. 2019年01月
[2] 夏宇闻.Verilog数字系统设计教程(第3版). 北京航空航天大学出版社.2017年
[3] 黄继业，陈龙，潘松.EDA技术与Verilog HDL(第3版).清华大学出版社.2017年
5. 工作计划
1.第1-3周，查阅相关文献资料，研究SD卡图像文件读取的时序协议、实现方式及相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告。
2.第4-5周，学习Verilog HDL语言、熟悉FPGA编程软件ISE，和FPGA开发板资源的学习，逐步编写SD卡初始化模块、SD卡SD模式读取模块、DDR3读写控制模块、VGA显示控制模块、按键检测模块等。
3.第6-8周，设计并论证整体硬件电路。
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