复杂可编程逻辑器件的设计技术

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可编程逻辑器件中的设计流程

可编程逻辑器件中的设计流程可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种集成电路器件，可以按照用户需求进行编程，实现特定的逻辑功能。

在现代电子技术领域中，PLD的应用越来越广泛。

本文将介绍可编程逻辑器件中的设计流程，并分为几个步骤进行详细阐述。

第一步：需求分析在进行PLD设计之前，首先需要明确设计的目标和需求。

根据具体的应用场景和功能要求，确定需要实现的逻辑功能和性能参数。

例如，如果设计一个控制系统，需要明确所需控制的信号类型、输入输出接口及相关约束等。

需求分析在PLD设计中起着至关重要的作用，也是后续设计的基础。

第二步：逻辑设计逻辑设计是PLD设计的核心步骤之一。

在逻辑设计中，需要使用硬件描述语言（Hardware Description Language，HDL）对电路进行建模和描述。

常用的HDL语言包括VHDL和Verilog。

通过使用HDL语言，可以将电路中的逻辑功能用代码的形式实现，对电路中的逻辑门、触发器等基本元件进行逻辑连接，形成电路结构。

逻辑设计的结果是一个逻辑电路图，该电路图描述了各个逻辑元件之间的连接关系。

第三步：仿真验证在进行PLD设计之前，通常需要进行仿真验证。

通过仿真可以对逻辑设计进行功能验证和时序验证，确保设计的正确性。

仿真可以使用专门的仿真软件，例如ModelSim等。

在仿真中，要对输入信号进行赋值，通过观察输出信号的波形来验证设计的正确性。

如果设计存在问题，可以进行调试和修改。

第四步：综合与布局布线综合是将逻辑设计转换为物理器件的过程。

在综合过程中，需要将逻辑电路图转换为与目标器件相兼容的网表描述。

综合工具会根据约束条件和目标器件的特性，对逻辑电路图进行优化，以达到提高性能、降低功耗等目标。

综合完成后，将得到一个包含逻辑门和触发器等元件的网表描述。

布局布线是将综合生成的网表映射到目标器件上的过程。

布局是指将逻辑元件放置在芯片上的具体位置，布线是指根据元件之间的连接关系，将导线进行布线，最终形成物理布图。

EDA 技术实用教程第1章概述

1.1 EDA技术及其发展技术及其发展
EDA (Electronic Design Automation) 利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点： ① 用软件的方式设计硬件；② 用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③ 设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④ 系统可现场编程，在线升级；⑤ 整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。因此，EDA技术是现代电子设计的发展趋势。
图1-1 EDA技术实现目标技术实现目标
ASIC:
Application-Specific Integrated Circuits
ASIC的含义：指应特定用户要求或特定的含义：的含义应用需要而设计制造的集成电路。应用需要而设计制造的集成电路。 ASIC的概念早在上个世纪年代就有人的概念早在上个世纪60年代就有人的概念早在上个世纪提出，但其真正发展是在进入20世纪世纪80 提出，但其真正发展是在进入世纪年代以后以后。年代以后
1.2 EDA技术实现目标技术实现目标
半定制或全定制ASIC 2. 半定制或全定制ASIC 基于EDA技术的半定制或全定制ASIC，根据它们的实现工艺，可统称为掩模ASIC 。可编程ASIC 与掩模ASIC相 ASIC ASIC ASIC 比，不同之处就在于它具有面向用户的灵活多样的可编程性。
1.1 EDA技术及其发展技术及其发展
EDA技术发展的三个阶段技术发展的三个阶段
20世纪年代世纪70年代世纪
MOS工艺 CAD概念工艺概念
20世纪70年代，MOS工艺在集成电路制作方面得到广泛应用，可编程逻辑技术及器件已经出现。计算机在科研领域的广泛应用，促使了CAD技术的出现。 CAD即计算机辅助设计(Computer Assist Design)。在这一阶段，人们开始利用计算机取代手工劳动，辅助进行集成电路版图设计，PCB 布局布线等工作。

CPLD设计

随着单片机和微型计算机[26]的高速发展，伺服系统逐渐向智能化方向的发展，并伴随外围电路专用集成电路的出现，促进了直流伺服电动机控制技术的显著进步。

当这些技术领域发展到一定程度就构成快响应、高精度的直流伺服系统，进而电力半导体驱动装置逐步取代了电液驱动，比如军用伺服系统。

正因为直流电机容易进行调速，并能在大范围内实现精密的位置控制和速度控制，所以直流伺服系统广泛应用于要求系统性能高的场合；直流伺服电机具有良好的机械性，能在大范围内实现启动、制动、平滑调速和正反转等，在传动领域中仍占有很重要的地位；从传动系统来看，随着直流电机调速系统的不断更新与发展，作为控制系统的核心部件的微机，具有控制、监视、检测、故障诊断与故障处理的多功能电气传动系统正在形成。

由于近年来电力电子技术和微电子的快速发展，使得各种伺服电机控制的智能化功率集成电路系统正朝着模块化、数字化的方向发展[21~25]。

概括的说，伺服系统的发展趋势可以体现在以下几个方面：第一：全数字化。

新的伺服系统是高度集成化的、多功能的控制单元；同一个控制单元中，只要通过软件设置参数，就能改变其性能。

它可以通过接口与外部位置传感器或速度传感器构成高精度全闭环控制系统，也可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环控制系统；高度的集成还大大地缩小了整个系统的体积，简化了伺服系统的安装与调试。

第二：智能化。

智能化是工业控制设备的趋势，伺服驱动系统也逐渐向智能化方向发展。

伺服控制单元的智能化主要有以下几个特点：首先它们都具有记忆功能，所有系统的运行参数都保存在伺服单元的内部，这些参数都可以通过通信接口在计算机上修改，使用起来很方便；其次它们都有故障诊断的功能，当系统出现故障时，可以通过计算机把故障的类型以及故障的原因清楚地显示出来，极大地减少了维修与调试的时间；其次，某些伺服系统还具有特定的参数自整定功能，该伺服单元可以通过几次运行，将系统的参数整定出来，进而实现其最优化控制。

第2章可编程逻辑器件设计方法

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可编程逻辑器件设计方法
PLD芯片内部结构
第二章

乘积项阵列实际上就是一个“与或”阵列，每一个交叉点都是一个可编程熔丝，如果导通就是实现“与”逻辑，在“与” 阵列后一般还有一个“或”阵列，用以完成最小逻辑表达式中的 “或”关系。
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可编程逻辑器件设计方法
PLD芯片内部结构
第二章

3.布线池、布线矩阵
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可编程逻辑器件设计方法
可编程逻辑器件概述
第二章
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可编程逻辑器件PLD包含两个基本部分：一是逻辑阵列，另一个是输出单元或宏单元。逻辑阵列是设计人员可以编程的部分。设计人员可以通过宏单元改变PLD的输出结构。输入信号通过 “与”矩阵，产生输入信号的乘积项组合，然后通过“或”矩阵相加，在经过输出单元或宏单元输出。其实，根据数字电路可以知道任何逻辑功能均可以通过卡诺图和摩根定理化简得到“积之和”amp;
b
b
图2.3 熔丝未编程的结构
图2.4 熔丝未编程的结构
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可编程逻辑器件设计方法
PLD芯片制造工艺
第二章
图2.3给出了反熔丝的编程原理。如果进行编程时，需要将熔丝连接。如图2.4所示，编程完成后，相应的熔丝被连接。
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可编程逻辑器件设计方法
PLD芯片制造工艺
第二章
3、SRAM技术基于静态存储器SRAM的可编程器件，值被保存在SRAM中时，只要系统正常供电信息就不会丢失，否则信息将丢失。 SRAM存储数据需要消耗大量的硅面积，且断电后数据丢失。但是这种器件可以反复的编程和修改。
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可编程逻辑器件设计方法
Xilinx的VirtexII内部结构
第二章
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可编程逻辑器件设计方法

可编程逻辑器件及其应用技术

可编程逻辑器件及其应用技术随着科技的不断进步和电子设备的快速发展，可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices，PLD）成为了现代电子产品中不可或缺的关键组成部分。

PLD是一种集成电路，它具有可编程功能，能够根据用户需求进行逻辑运算和功能实现。

本文将介绍PLD的原理和类型，并探讨其在各个领域的应用。

一、PLD的原理和类型PLD可以通过编程来实现不同的逻辑功能，它的核心是可编程逻辑单元（Programmable Logic Unit，PLU）和可编程连接单元（Programmable Interconnect Unit，PIU）。

可编程逻辑单元是PLD的基本逻辑单元，由逻辑门、触发器等组成。

它可以根据用户的需求被编程为AND门、OR门、NOT门等不同的逻辑门，实现复杂的逻辑运算。

可编程连接单元用来连接PLD内部的逻辑单元，实现逻辑单元之间的互相连接。

通过程序编程可以改变可编程连接单元的连接方式，从而实现不同的功能。

根据PLD的结构和功能，可以将PLD分为不同的类型，如可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）、可编程阵列逻辑器件（Programmable Array Logic，PAL）和复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）等。

二、PLD的应用由于PLD具有高度的可编程性和灵活性，它在各个领域都有广泛的应用，如通信领域、工业控制、军事装备等。

1. 通信领域在通信领域，PLD常被用于数字信号处理、数据交换和网络通信等方面。

它可以实现各种解调、编码、解码和调制等功能，从而提高通信设备的性能和速度。

2. 工业控制在工业控制领域，PLD可以用于控制系统的设计和实现。

它可以进行逻辑判断、信号处理和输入输出的控制，使得工业设备能够实现自动化、智能化的操作。

3. 军事装备在军事装备领域，PLD的应用也非常广泛。

EDA总结知识点

EDA总结知识点eda总结知识点：第一章1.1.1eda的定义:是电子设计自动化（electriondesignautomation)的缩写，是90年代初，从计算机计算机辅助设计cad，计算机辅助制造cam，计算机辅助测试cat和计算机辅助工程（cae）的概念发展起来的。

窄EDA和宽EDA。

在这本书中，我们主要研究狭义的EDA。

狭义eda：以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真等等一系列的工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的新技术。

也称为：ies/asic自动设计技术。

广义的EDA包括狭义的EDA，以及计算机辅助分析（PSpice、EWB、matlab）和印刷电路板计算机辅助设计PCB CAD技术（如Protel、OrCAD）。

因为在广义的EDA技术中，CAA 技术和PCB CAD技术都不具备逻辑综合和逻辑适配的功能，所以我们不能称之为真正意义上的EDA技术，最好称之为现代电子设计技术。

利用eda技术进行电子系统的设计，具有以下特点：（1）用软件的方式设计硬件（2）软件设计系统向硬件系统的转换由相关开发软件完成。

（3）在设计过程中，可以使用相关软件进行各种模拟；（4）系统可现场编程，在线升级；（5）整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高；eda技术进入21世纪后得到了更大的发展，主要表现在：1）使电子设计成果以自主知识产权的形式得到明确表达和确认；2）在仿真和设计方面支持标准语言的强大EDA软件已持续推出；3）电子技术领域全方位融入eda领域，例如：软件无线电的迅速崛起，模拟电路系统硬件描述语言的表达和设计的标准化，系统可编程模拟器件的出现等4）电子领域各个学科的界限更加模糊和包容：模拟和数字、软件和硬件、系统和设备、ASIC和FPGA、行为和结构等。

探究低功耗CPLD设计-设计应用

探究低功耗CPLD设计-设计应用随着科技的发展，很多技术对于现在的工程师在设计上是必要的。

每个便携设备或者手持设备工程师都知道使功耗化是当前设计需要的。

但是，一个经验丰富的工程师就会明白微妙的细节可以使电池寿命延长到。

这篇文章主要关注老练的怎样使用极低功耗的CPLD 从嵌入式设计的I/O子系统里去挤出一点功耗。

我们先回顾一下CPLD在嵌入式设计中一般被用来减少功耗和版大小，以及BOM成本。

接下来，我们看怎样在待机模式下减少CPLD功耗，不只是小心选择设备，而且是选择一个合适的总线结构。

我们在工作状态下的节能探索将包括选择逻辑门技术，智能I/O设计技术及电压供电管理技术。

便携式或手持产品涉及任何工程师都知道，降低功耗消费是对今后的设计是必要的。

其中重要的细节便是怎么延伸一个系统的电池寿命的值。

在这篇文章中我们将重点放在如何将这些经验丰富的采用超低功耗复杂可编程逻辑器件（CPLD）来了解智能I / O子系统的嵌入式设计。

我们将首先检讨如何CPLD是常用来缩小嵌入式设计功率，电路板空间和BOM成本。

下一步，我们将看到一个CPLD如何尽量减少在其待机模式功耗，不仅通过仔细选择器件本身，而且还通过选择适当的巴士泊车计划。

我们的节能探索在积极运作，包括技术，如选择性的逻辑门，智能I / O设计和精密的电源电压管理。

备用电源基础在掌握功耗CPLD的步是要了解设备在他们的经营行为和待机状态（也称为静态）。

由于许多器件在待机状态下度过了大部分时间，我们将仔细看看这个经常被误解模式。

CPLD是一个据说是在待机状态时，该设备已申请其输入功率但其内部的逻辑是不计时。

在这种状态下，仍然吸引CPLD的一些权力由于其漏电流和偏置（虽然大大低于当它的实际运作）。

泄漏电流会随着温度的变化，工作电压和制造工艺。

一个CPLD内偏置电流是由负载，如内部振荡器，上拉/下来我电路/ O线和其他固定开销，目前无论是无论设备的逻辑功能正在使用。

FPGA设计中的时序优化与资源分配方法研究

FPGA设计中的时序优化与资源分配方法研究随着半导体技术的不断发展，可编程逻辑器件（FPGA）在数字电路的设计与实现中扮演着重要的角色。

然而，当设计复杂的电路时，时序约束与资源分配成为了一个具有挑战性的问题。

本文将重点介绍FPGA设计中的时序优化与资源分配方法的研究和应用。

一、时序优化方法时序优化是指通过改进电路中的逻辑路径的延迟以满足时序约束的要求。

下面介绍几种常见的时序优化方法：1. 管理时钟延迟：时钟信号在FPGA设计中起着至关重要的作用。

对于高性能电路设计来说，时钟信号的延迟是限制电路频率和性能的关键因素之一。

因此，通过对时钟网络进行优化，可以显著提高FPGA电路的性能。

一种常见的方法是通过合理地布局和路由时钟网络，减少时钟传播延迟并优化数据路径，从而改善电路的性能。

2. 优化数据路径延迟：数据路径是FPGA电路中数据传输的关键部分。

通过优化数据路径可以减少逻辑门延迟、寄存器延迟和布线延迟等因素对整体电路时序的影响。

一种常见的优化方法是在关键路径上引入流水线技术，将数据传输划分为多个阶段，从而增加并行计算能力和提高电路的工作频率。

3. 最小延迟布线：布线是指将逻辑电路中的门、寄存器和其他元件连接起来的过程。

最小延迟布线是为了最大限度地减少布线路径中的延迟，从而达到时序优化的目的。

在布线过程中采用合理的布线算法和技术，将关键路径正确地连接起来，并通过适当的电路拓扑结构和布线规则来优化电路性能。

二、资源分配方法资源分配是指将FPGA芯片上的资源合理地分配给电路中的各个功能模块，以满足设计需要。

下面介绍几种常见的资源分配方法：1. 确定资源需求：在进行资源分配之前，需要明确电路中各个模块的资源需求。

通过对电路的功能进行分析，确定所需的逻辑门、寄存器、DSP模块等资源数量，以便合理地分配FPGA芯片上的资源。

2. 资源共享：资源共享是一种常见的资源分配方法，通过将多个模块共享FPGA上的同一个资源，以提高资源的利用率。

EDA技术课后答案

EDA习题第一章1.1 EDA的英文全称是什么？EDA的中文含义是什么？答：EDA即Electronic Design Automation的缩写，直译为：电子设计自动化。

1.2 什么叫EDA技术？答：EDA技术有狭义和广义之分，狭义EDA技术就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术，或称为IES/ASIC自动设计技术。

1.3 利用EDA技术进行电子系统的设计有什么特点？答：①用软件的方式设计硬件；②用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④系统可现场编程，在线升级；⑤整个系统可集成在一个芯片上，体积小、功耗低、可靠性高。

1.4 从使用的角度来讲，EDA技术主要包括几个方面的内容？这几个方面在整个电子系统的设计中分别起什么作用？答：EDA技术的学习主要应掌握四个方面的内容：①大规模可编程逻辑器件；②硬件描述语言；③软件开发工具；④实验开发系统。

其中，硬件描述语言是重点。

对于大规模可编程逻辑器件，主要是了解其分类、基本结构、工作原理、各厂家产品的系列、性能指标以及如何选用，而对于各个产品的具体结构不必研究过细。

对于硬件描述语言，除了掌握基本语法规定外，更重要的是要理解VHDL的三个“精髓”：软件的强数据类型与硬件电路的惟一性、硬件行为的并行性决定了VHDL语言的并行性、软件仿真的顺序性与实际硬件行为的并行性；要掌握系统的分析与建模方法，能够将各种基本语法规定熟练地运用于自己的设计中。

对于软件开发工具，应熟练掌握从源程序的编辑、逻辑综合、逻辑适配以及各种仿真、硬件验证各步骤的使用。

第2章大规模可编程逻辑器件

(3) Altera公司的FPGA配置器件系列代码为EPC。具体举例如下：：
2.1.3 常用CPLD 和FPGA标识的含义
1． CPLD和FPGA 标识概说（1）用于说明生产厂家的，如：Lattice，Altera，Xilinx 是其公司名称。（ 2 ）注册商标，如： MAX 是为 Altera 公司其 CPLD 产品 MAX系列注册的商标。（3）产品型号，如EPM7128SLC84-15，是Altera公司的一种CPLD（EPLD）的型号，是需要重点掌握的。（4）产品序列号，是说明产品生产过程中的编号，是产品身份的标志，相当于人的身份证。（5）产地与其它说明，由于跨国公司跨国经营，世界日益全球化，有些产品还有产地说明，如：Made in China（中国制造）。
EPM240GT100C3ES ： MAX Ⅱ 系列 FPGA 产品，逻辑单元数为240个，TQFP封装，100个引脚，速度等级为3级，适用温度范围为商用级 (0℃ ～ 85℃) ， ES 表示是工程样品 (Engineering sample)。
物信学院
ispLSI1032E-125 LJ：ispLSI1000E系列CPLD，通用逻辑块GLB数为32个(相当逻辑宏单元数128)，工作频率最大为125 MHz，PLCC84封装，低电压型商用产品。
LFEC20E-4F484C: EC系列FPGA，20 k个查找表，1.2 V 供电电压，速度等级为4级，fpBGA484封装，适用温度范围为商用级(0℃～85℃)。
LFE2-50E-7F672C: ECP2系列FPGA，50 k个查找表， 1.2 V供电电压，速度等级为7级，fpBGA672封装，适用温度范围为商用级(0℃～85℃)。

FPGA_简介

易于修改，不可修改，不重复编程能重复编程
FPGA的发展历程
可编程逻辑器件(PLD)
早期 FPGA
可编程逻辑阵列 (PLA)
可编程阵列逻辑 (PAL)
Altera的CPLD
Xilinx的FPGA
3 VHDL
HDL
VHDL、Verilog HDL、ABEL、AHDL、SystemVerilog 、SystemC等
机或系统技术紧密结合的产物，与通用集成电路相比具有体
积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。

EDA技术发展阶段
MOS工艺已得到广泛的应用集成电路设计进入了CMOS(互补场效应管)时代 EDA技术推向成熟和实用
20世纪70年代 20世纪80年代 20世纪90年代 21世纪后
时序仿真
就是接近真实器件运行特性的仿真，仿真文件中己包含了器件硬件特性参数，因而，仿真精度高。
功能仿真
是直接对VHDL、原理图描述或其他描述形式的逻辑功能进行测试模拟，以了解其实现的功能是否满足原设计的要求的过程，仿真过程不涉及任何具体器件的硬件特性。
大的PLD生产厂家

FPGA的发明者，最大的PLD供应商之
一

最大的PLD供应商之一

ISP技术的发明者

提供军品及宇航级产品
2 EDA技术应用对象
全定制或半定制ASIC FPGA/CPLD（或称可编程ASIC）开发应用实现目标

图中的电路是一个很简单的例子，只需要一
个宏单元就可以完成。但对于一个复杂的电路，一个宏单元是不能实现的，这时就需要通过并联扩展项和共享扩展项将多个宏单元相连，宏单元的输出也可以连接到可编程连线阵列，再做为另一个宏单元的输入。这样 PLD 就可以实现更复杂逻辑。这种基于乘积项的PLD 基本都是由EEPROM 和Flash 工艺制造的，一上电就可以工作，无需其他芯片配合。

数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件

8.3 可编程逻辑器件PAL和通用逻辑阵列GAL
数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件
PLD是70年代发展起来的新型逻辑器件，是一种通用大规模集成电路，用于LSI和VLSI设计中，采用软件和硬件相结合的方法设计所需功能的数字系统。相继出现了ROM、PROM、PLA、 PAL、GAL、EPLD和FPGA等，它们组成基本相似。
数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件
2020/11/21
数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件
传统的逻辑系统，当规模增大时（SSI MSI)
焊点多，可靠性下降系统规模增加成本升高功耗增加占用空间扩大
连接线与点增多抗干扰下降
数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件
从逻辑器件的功能和使用方法看，最初的逻辑器件全部采用标准通用片，后来发展到采用用户片和现场片。
通用片的功能是器件厂制造时定死的，用户只能拿来使用而不能改变其内部功能。
通用片有门、触发器、多路开关、加法器、寄存器、计数器、译码器等逻辑器件和随机读写存储器件。
用户片是完全按用户要求设计的VLSI器件。它对用户来讲是优化的，但是设计周期长，设计费用高，通用性低，销售量少。用户片一般称为专用集成电路(ASIC)，但是它也向通用方向发展。
PROM----可编程存储器
P
PLA----可编程逻辑阵列
L
PAL----可编程阵列逻辑
D
GAL----通用可编程阵列逻辑
FPGA----现场可编程门阵列
ispLSI----在系统可编程大规模集成电路
数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件
1.与固定、或编程：与阵列全固定，即全译码；ROM和PROM
数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件

EDA技术概述

EDA技术概述教学目标1．了解EDA技术的定义、主要内容2．EDA技术的发展及未来3、EDA技术的构成要素4、EDA技术的发展方向教学方法通过使用多媒体课件、投影和实物等，使学生了解EDA技术的的定义、主要内容。

让学生形象的，完整的了解基于EDA技术进行电子系统设计的特点。

了解EDA技术的全貌、构成要素及其工程设计过程。

了解传统的电子线路设计与EDA技术的区别及联系，对EDA 技术有一个初步的认识。

教学内容一、介绍本课程的内容、特点及要求以半加器为例通过传统设计与由EDA技术实现的电子设计实物对比, 分析EDA的优越性，介绍可编程器件、EDA开发系统软件、硬件描述语言（VHDL）和电子系统设计（传统与现代）方法。

二、讲授新课1、EDA技术的定义、主要内容EDA: （Electronics Design Automation ）电子设计自动化。

EDA是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要形式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编辑、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用芯片的一门技术。

2、EDA技术的发展进程近30 年来，EDA技术大致经历了三个发展阶段。

1．CAD 阶段（20 世纪70 年代～80 年代中期）2．CAE 阶段（80 年代中期～90 年代初期）3．EDA阶段（20 世纪90 年代以来）未来EDA技术从主要着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。

EDA技术将向广度和深度两个方向发展。

3、EDA技术的构成要素基于可编程器件EDA技术主要包括如下四大要素：1）、大规模可编程器件它是利用EDA技术进行电子系统设计的载体。

可编程器件是一种由用户编程以实现某种电子电路功能的新型器件，它可分为可编程逻辑器件（PLD，Programmable Logic Device）和可编程模拟器件(PAC，Programmable Analog Circuit)。

可编程逻辑器件实现技术

可编程逻辑器件实现技术可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一种集成电路，它可以根据用户的需求重新配置其内部逻辑功能，并且可以编程进行多次重用。

PLD的设计和制造技术在数字电子系统中起着重要的作用，它提供了一种非常灵活和高效的方式来实现数字逻辑功能。

PLD的实现技术主要有两种，即可编程逻辑阵列（PLA）和可编程逻辑阵列器件（PAL）。

下面将对它们的实现技术进行详细介绍。

可编程逻辑阵列（PLA）是一种由与门阵列（AND-Array）和或门阵列（OR-Array）组成的PLD。

与门阵列是由可编程的与门（AND）组成的，每个与门有多个输入端，这些输入端通过可编程的开关进行连接或断开。

每个与门的输出接到或门阵列的输入端，或门阵列的输出则通过可编程的开关选择性地连接到器件的输出端。

通过编程可编程的与门和或门，可以实现任意的布尔函数。

PLA技术具有灵活性和可重构性，但是其开关数量较大，因此在大规模集成电路中使用受到限制。

可编程逻辑阵列器件（PAL）是一种简化的PLD，其主要区别在于它只有一个与门阵列，输出通过可编程的或门连接到器件的输出端。

与门阵列的输入通过可编程的开关进行连接或断开。

PAL技术相对于PLA技术来说，更加简化且易于实现。

但是PAL只能实现较为简单的逻辑功能，对于复杂的功能实现可能会受到限制。

除了PLA和PAL技术，还有一种常见的PLD实现技术是复杂可编程逻辑器件（CPLD）。

CPLD是一种集成了多个可编程逻辑阵列和内部时钟网络的PLD。

CPLD技术的出现使得PLD可以实现更加复杂和大规模的功能。

CPLD的内部时钟网络可以提供更高的时钟频率和更快的速度，同时其可编程逻辑阵列的模块化设计也方便了系统的设计和维护。

在PLD的实现技术中，重要的一环是编程技术。

编程技术可以分为可擦写编程技术和一次性编程技术两种。

可擦写编程技术主要包括可擦写只读存储器（EPROM）、电可擦式可编程只读存储器（EEPROM）和闪存等。

可编程逻辑器件实现技术

可编程逻辑器件实现技术
摘要
当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、发展到超大规模集成电路(VLSIC，几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(ASIC)芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件(FPLD)，其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
2．可编程逻辑器件的发展
早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可按除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)三种。由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。
其后，出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即可编程逻辑器件(PLD)，它能够完成各种数字逻辑功能。
FPGA／CPLD芯片都是特殊的ASIC芯片，它们除了具有ASIC的特点之外，还具有以下几个优点：
（1）随着VlSI(Very Large Scale IC，超大规模集成电路)工艺的不断提高单一芯片内部可以容纳上百万个晶体管，FPGA／CPLD芯片的规模也越来越大，其单片逻辑门数已达到上百万门，它所能实现的功能也越来越强，同时也可以实现系统集成。
PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。PLD能做什么呢？可以毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都可以用PLD来实现。PLD如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后，还可以利用PLD的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用PLD来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的发展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言（HDL）的进步。本课题研究如下：

可编程逻辑器件中的编程方法

可编程逻辑器件中的编程方法可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一种集成电路芯片，可以按照用户需求进行编程，实现特定的功能。

在现代电子技术中，PLD已经广泛应用于数字逻辑电路设计、嵌入式系统和数字信号处理等领域。

本文将探讨可编程逻辑器件中的编程方法，并介绍几种常见的PLD编程工具和技术。

一、PLD编程工具和技术概述PLD编程工具是指用于将用户逻辑设计转化为PLD可执行文件的软件工具。

根据PLD的不同类型和厂商，常见的PLD编程工具有：1. HDL（Hardware Description Language）：硬件描述语言是一种用于描述数字电路的语言，常见的HDL包括VHDL和Verilog。

通过编写HDL代码，可以描述逻辑电路的行为和结构，并使用PLD编程工具将其转化为逻辑逻辑文件，然后下载到PLD芯片中。

2. Schematic Entry：原理图输入工具是一种以图形化的方式描述逻辑电路的工具。

用户可以使用各种逻辑元件和线缆绘制逻辑电路图，然后利用PLD编程工具将其转化为可执行文件。

3. 编程器：编程器是一种硬件设备，用于将编程数据下载到PLD芯片中。

根据PLD芯片的接口类型，常见的编程器有USB编程器、JTAG编程器和并行口编程器等。

除了以上的PLD编程工具，还有一些特定用途的编程方法和技术，比如：1. IP（Intellectual Property）核的利用：IP核是一种现成的、可重用的硬件设计模块，可以加速PLD的开发过程。

用户可以通过使用IP核，将一些常见的功能模块（比如UART、DMA等）直接集成到PLD芯片中，而无需自己从零开始设计。

2. 启动存储器（Boot Memory）编程：某些PLD芯片具有内置的启动存储器，可以在加电时从内存中加载程序代码。

用户可以通过编程将程序代码写入启动存储器，从而实现自动加载和执行。

3. 软件编程工具：一些PLD芯片支持通过软件进行编程，而不需要使用专门的编程工具。

复杂可编程逻辑器件的设计技术

可编程逻辑器件中的设计流程

EDA 技术实用教程 第1章 概述

CPLD设计

第2章可编程逻辑器件设计方法

可编程逻辑器件及其应用技术

EDA总结知识点

探究低功耗CPLD设计-设计应用

FPGA设计中的时序优化与资源分配方法研究

EDA技术课后答案

第2章 大规模可编程逻辑器件

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数字电子技术基础第8章可编程逻辑器件

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可编程逻辑器件实现技术

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第2章大规模可编程逻辑器件