东南大学EDA技术PPT教学课件

基于乘积项的CPLD内部结构（MAX7000系列）
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CPLD宏单元结构
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乘积项结构CPLD逻辑实现原理
假设组合逻辑的输出(AND3的输出) 为f，则f=(A+B)*C*(!D)=A*C*!D + B*C*!D ( 我们以!D表示D的“非”）
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FPGA的结构与原理
基于查找表（Look－Up－Table）的FPGA 结构： 采用这种结构的芯片有： ALTERA公司的FLEX、ACEX、APEX系列。 XILINX公司的SPARTAN、VIRTEX系列。 它们都是基于SRAM工艺。
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几个专用名词的介绍
CPLD (Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件.CPLD多 基于乘积项(Product-Term)结构.采用 E2PROM或Flash工艺,断电后信息不 丢失.多用于1万门以下的小规模设计, 适合做复杂的组合逻辑.
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FPGA厂商
九十年代以后发展很快，是最大可编程逻 辑器件供应商之一。主要产品有： MAX3000/7000、FLEX10K、APEX20K、 ACEX1K、Stratix、Cyclone等。开发软件为 MaxplusII和QuartusII。 普遍认为其开发工 具—MaxplusII是最成功的PLD开发平台之 一，配合使用Altera公司提供的免费OEM HDL综合工具可以达到较高的效率。
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几个专用名词的介绍
PLD (Programmable Logic Device) 可编程逻辑器件.是CPLD和FPGA的 合称,指CPLD或FPGA.
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可编程逻辑器件的发展
只读存储器(PROM)、紫外线可擦除只读 存储器（EPROM）、电可擦除只读存储器 （EEPROM）。
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CPLD结构与原理
基于乘积项（Product －Term）的CPLD 结构： 采用这种结构的PLD芯片有： ALTERA公司的MAX7000、MAX3000系列 （EEPROM工艺） XILINX公司的XC9500系列（FLASH工艺）
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FPGA厂商
FPGA的发明者，老牌PLD公司，是最大可编程逻 辑器件供应商之一。产品种类较全，主要有：
XC9500/4000，Coolrunner(XPLA3) ，Spartan, Virtex等。开发软件为ISE。通常来说，在欧洲用 Xilinx的人多，在日本和亚太地区用ALTERA的人 多，在美国则是平分秋色。全球PLD/FPGA产品 60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可以讲 Altera和Xilinx共同决定了PLD技术的发展方向。
EDA技术
2007年3月
课程任务
对数字系统设计方法有明确的认识 熟练掌握VHDL的基本语法和使用 熟练使用MAX+PLUSⅡ软件 在MAX+PLUSⅡ软件环境下使用VHDL 设计一个数字系统并通过仿真波形验 证其功能
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内容提要
数字系统设计方法 VHDL语法与使用 MAX+PLUSⅡ使用介绍 一个实例
找出地址对应的内容，然后输出即可 。
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查找表的原理
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基于查找表的FPGA内部结构（FLEX系列）
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逻辑单元（LE）内部结构
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LUT结构的FPGA逻辑实现原理
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数字系统设计方法
几个专用名词的介绍 数字系统设计的概念 数字系统设计流程 数字系统设计方法论
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几个专用名词的介绍
EDA (Electronic Design Automation)
电子设计自动化.指利用计算机及相关软 件完成电子系统的设计.具体的讲,是以计 算机为工具,代替设计人员完成电子系统 的逻辑综合、布局布线和设计仿真等工作. 设计人员只需要完成对系统功能的描述, 就可以由计算机软件进行处理,得到设计 结果,极大地提高了设计效率.
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乘积项结构CPLD逻辑实现原理
CPLD将以下面的方式来实现组合逻 辑f。
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几个专用名词的介绍
FPGA (Field Programmable Gate Array)
现场可编程门阵列.FPGA多基于查找表 (Look-Up Table)结构,采用SRAM工艺,密度 高,触发器多,多用于10,000门以上的大规 模设计，适合做复杂的时序逻辑,如数字 信号处理和各种算法.FGPA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FPGA来实现.FPGA已 经成为高性能数字系统的首选方案.
查找表的原理
查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本 质上是一个RAM。目前FPGA多使用4输入的 LUT，所以每一个LUT可以看成为一个具有4位 地址线的16＊1的RAM。当用户通过原理图或 HDL语言描述了一个逻辑电路以后 ，FPGA开发 软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果， 并把结果事先写入RAM，这样，每输入一个信 号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，
可编程阵列逻辑（PAL）、通用阵列逻辑 （GAL）。
20世纪80年代，ALTERA和XILINX分别推 出了复杂可编程逻辑器件（CPLD－Complex Programmable Logic Device）和现场可编程门阵 列（FPGA－Field Programmable Gate Array）。