基于CPLD的逻辑电路.ppt

基于CPLD的逻辑电路设计方法 逻辑电路在电子信息系统中的作用和地位 EDA（电子设计自动化）改变了逻辑电路的设计方法 基于CPLD的逻辑电路的设计平台和流程 VHDL学习 1、逻辑电路在电子信息系统中的作用 简单的数字信号变换和逻辑控制电路 （计数器、编译码、多路选择、有限状态机） 嵌入式系统的外围电路（为单片机扩展性能） （地址译码、中断控制、接口电路） 利用FPGA内核嵌入式系统，可构成SOC（system on chip） 实现高性能的数字信号处理 （FFT、滤波、复杂编码、数据压缩） 2、EDA改变了逻辑电路的设计方法 自动化改变了工业、农业的生产方式，同样也促进了电子设计的方式 传统的逻辑电路设计方式 基于行为描述的逻辑电路设计方式和描述工具 2.2 传统的逻辑电路设计方式 设计方式1:数字逻辑法（门电路和触发器） 2.2 传统的逻辑电路设计方式 结构化设计方式 传统的逻辑电路设计方法的 优缺点和局限性 有完整的理论基础和设计经验（数字逻辑和电路） 电路直观、形象，层次分明，易于理解 有大量的元件可供应用 需要熟知大量的元器件功能和性能 难以设计大型电路，不利于交流和共享 调试困难，设计风险大，周期长，成本高 2.3 EDA的设计方法 EDA提供了专用的设计平台 HDL使原理图形成=文字形式 设计电路，实现了交流和共享 在兼容传统设计方法的基础上， HDL提供了新设计方法——“行为描述” ，提高了设计效率 EDA提供了电路仿真功能，降低了设计风险 可编程器件还方便了系统升级和改进 3.1 基于CPLD的逻辑电路的设计平台 计算机 CPLD开发专用软件 下载线 CPLD芯片 目标电路板(PCB) 3.2 设计平台学习要点 安装软件 了解和选择CPLD芯片 掌握开发流程 原理图输入法、VHDL输入法； 编译、综合； 管脚配置； 仿真 了解JATG接口和下载方法 3.3、基于CPLD的逻辑电路的设计流程 3.4、器件介绍XC9572XL High Performance CPLD Features ? 5 ns pin-to-pin logic delays ? System frequency up to 178 MHz ? 72 macrocells with 1,600 usable gates ? Available in small footprint packages - 44-pin PLCC (34 user I/O pins) - 44-pin VQFP (34 user I/O pins) - 48-pin CSP (38 user I/O pins) - 64-pin VQFP (52 user I/O pins) - 100-pin TQFP (72 user I/O pins) Optimized for high-performance 3.3V systems - Low power operation - 5V tolerant I/O pins accept 5V, 3.3V, and 2.5V signals - 3.3V or 2.5V output capability In-system programmable 芯片订货： 引脚用法 电源引脚全部连接：3.3V或5V GND 全部连接电源地 边界扫描信号：全部引出到插头 I/O 用到的信号 要在UCF文件中配置信号 I/O 配置的原则： 方便连线。 开发软件 WebPACK ISEXilinx公司的免费PLD开发软件 支持XC9500,coolrunner,Spartan/II,部分Virtex/E/II器件 4 VHDL入门知识要点 以语言的形式设计硬件（数字逻辑电路）； 语言是形式，硬件设计是内容。 实体设计 （端口说明+结构体） 数据对象、数据类型及其运算符号 （信号、变量） 三种描述方式（数据流+结构化+行为描述） 电路描述的手段——并行语句和顺序语句 进程语句的概念和运行机理 典型电路模块的设计 4.1 实体设计结构 4.2 数据对象、数据类型及其运算符号 一个用于控制教室灯开关电路的行为 ..... ARCHITECTURE beh OF dff1 IS BEGIN signal cnt: integer range 0 to 300; PROCESS (a, b, cnt) BEGIN IF (a‘EVENT AND a=’1‘) THEN