浅谈博弈电路系统设计

可配置到可编程逻辑器件之中，因此被称为软核处理器。NiosⅡ软核处理器与常见的微控制器相似，它们都是在一个芯片上包含了处理器、存储器、以及输入／输出电路等功能模块。相对于微控制器，NiosⅡ软核处理器最大的特点为它是一种软核、可配置的系统。软核表示处理器的目标器件只有在下载设计文件后才具备处理器的功能；可配置意味着处理器系统的组成和性能可以根据需要进行调整。另外，系统还包含计时模块和PLL分频模块，硬件系统主要包括NiosⅡ快速型内核、SDRAM、三态桥(tristate bridge)cfi控制器、sysid和并行输入输出(pio)。对系统的各个模块添加和配置完成之后，可以使用SoPC Builder自动配置各个模块的的地址和系统的中断。

3 测试结果

该设计采用的开发板为A1tera公司的DE2 FPGA开发板，板上的FPGA为CycloneⅡ系列，芯片的型号为EP2C35F672C2。

SoPC系统配置完成以后，在原理图中将系统各个模块的硬件系统进行连接，生成硬件系统原理图。之后，对系统进行综合、时序分析等操作，完成硬件系统的调试。接着对FPGA的引脚进行锁定，然后将硬件系统全编译生成FPGA配置文件用于配置FPGA。在使用QuartusⅡ将SoPC系统硬件配置到FPGA之后即可在NiosⅡIDE中对系统的软件进行 在线调试。

博弈树的搜索最大层数设置为15层，对系统重新进行编译成功以后将FPGA配置文件和软件一起下载到FPGA上进行验证，图4为验证过程中的一些局面。其中(a)为游戏开始时的局面，蓝方2枚棋子和红方棋子的棋位分别为11，10，0，图中显示的是十六进制，此时机器等待用户选择走棋方；(b)为游戏过程中的一个局面，此时蓝方2枚棋子和红方棋子的棋位分别为9，6，4；(c)是游戏结束时的局面，此时红子被蓝子憋在牛角尖处无法移动，蓝方获胜，LEDG7闪亮。

在SoPC系统中，设置的最大搜索层数为15层。从上面的结果可以看出，每个局面搜索时间最大为2 s，满足系统设计是的性能要求：最大搜索深度大于10层；每个局面最大搜索时间最大不超过3 s。针对系统的智能性和速度方面的测试结果如表1所示。选10个人每人做10次实验，共计100次实验，对实验结果进行综合分析得到数据如表1所示。

从上面结果可以看出：系统的智能性还有待提高，这主要是为了使系统搜索更快而降低搜索层数导致的结果。

4 结语

本文以牛角棋的博弈过程为研究载体，论述了机器博弈系统的设计和实现过程。实验结果表明本文方法具有较好的智能性和实时性。随着现代集成技术的发展，FPGA的规模和速度不断提高。更加丰富的逻辑资源和嵌入了RAM块，使得利用FPGA技术设计复杂度很高的棋类博弈系统(如中国象棋)成为可能。