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電子發燒友網>電子資料下載>嵌入式開發>手舞足蹈跳舞機的軟硬件實現方案

手舞足蹈跳舞機的軟硬件實現方案

2017-10-17 | rar | 0.4 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

項目背景及可行性分析
項目名稱:手舞足蹈跳舞機
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項目的主要內容:在游戲廳里轉一圈不難發現,總會有幾個少男少女在跳舞機前手舞足蹈,四周的觀眾圍得水泄不通。勁爆的音樂,富有青春氣息的舞姿使跳舞機游戲極其拉風,也正因為如此,跳舞機市場前景非常看好。
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我們的目標就是設計一個基于FPGA的跳舞機。伴隨著音樂的節奏,跳舞機的LCD顯示器上會出現一個個方向不同的箭頭符號,引導玩家完成相應的舞蹈動作,玩家可以在跳舞機上盡情地手舞足蹈,而跳舞機的壓力傳感器光傳感器會忠實地捕捉玩家的動作,轉換器將處理過后的動作信息傳遞給CPU,CPU根據游戲規則,公正地給玩家評分,LCD則會公布玩家的得分情況。在游戲進行的過程中,LED會隨著音樂節奏的快慢不停地調整發光節奏,竭力為玩家營造出絢麗的游戲氛圍;揚聲器也會不停地為玩家吶喊助威,尤其是玩家表現出色時,揚聲器會不遺余力地為玩家喝彩。
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首先我們要設計一個soc,片上系統的某些功能模塊可以使用預定制模塊IP核,例如MicroBlaze(我們選擇它作為CPU)就可以使用Xilinx公司提供的IP核來實現;當然,我們的系統中也存在獨立設計的系統結構,例如PPU(圖像處理器)。該系統脫離了pc,這樣大大降低了系統的成本與功耗,減小了體積,而且軟硬件的更新比較方便。除了完成硬件設計之外,我們還有大量工作需要在soc上用軟件完成,例如移植操作系統、編寫游戲軟件框架和跳舞機游戲軟件等。
進展情況:現在處于模塊設計階段
  項目關鍵技術及創新點的論述
  要處理大量的圖像文件,其中,圖層間的α運算、圖像的卷動等圖形圖像運算會頻繁發生,如果這些運算都交給CPU處理,就會占用大量的CPU資源,會破壞圖像顯示的連貫性。我們引入PPU,用于將上述繁重的計算任務從CPU分離出來,從而提高系統的性能。
  聲像同步也是項目的關鍵技術之一:SoC集成的Mp3 Decoder將游戲音樂文件解碼為PCM流,PCM流傳輸到兩塊同樣大小的緩沖區(暫且假設每塊緩沖區的大小為1K),如下圖所示,這兩塊緩沖區相當于構成一個循環隊列,一塊緩沖區的PCM流文件播放完以后,接著播放另一個緩沖區中的流文件。在切換緩沖區時,會產生中斷,在這個中斷周期,系統渲染新的圖像幀,從而實現聲像像同步。
  手舞足蹈跳舞機的軟硬件實現方案
  游戲開發Framework:這是在該硬件驅動上實現的一組API,它是獨立于跳舞機游戲的,提供游戲開發的常用接口,規定了游戲開發的模型。
  技術成熟性和可靠性論述:
  目前市場上有很多基于PC的跳舞機的設計案例可以參考(當中的PPU部件等關鍵功能模塊可以參考任天堂公司紅白機的設計),技術已經相當成熟。
  項目實施方案
  方案基本功能框圖及描述
  硬件功能框圖及描述
  手舞足蹈跳舞機的軟硬件實現方案
  Compact Flash(CF) Card:
  CF卡扮演只讀存儲器的角色,用于存儲游戲文件;游戲文件分為三個部分:第一部分是控制程序,這一部分供CPU(MicroBlaze)執行;第二部分是位圖文件,這一部分由PPU處理;第三部分是音樂文件,其中MP3格式的文件交給圖中所示的MP3 Decoder處理。
  之所以使用CF卡作為ROM,是因為CF卡可以很方便地從系統中取出,并與PC兼容,這樣容易實現游戲軟件的更新。
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