第8章存储器和可编程逻辑器件简介.ppt
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1、2019/4/11,1,第8章 存储器和可编程逻辑器件简介,2. 可编程逻辑器件的开发方法,1. 电子系统的设计方法,8.2 可编程逻辑器件(PLD)简介,3. 应用简介,8.2.5 可编程逻辑器件的开发与应用,本章小结,返回,结束 放映,2019/4/11,2,复习,PLD在数字集成芯片中的位置 ? PAL的结构?优点? GAL与PAL的区别? CPLD的基本结构?,2019/4/11,3,8.2.5 可编程逻辑器件的开发与应用,8.2 可编程逻辑器件(PLD)简介,返回,1. 电子系统的设计方法,传统的系统设计方法为自底向上。 采用可编程逻辑器件设计系统时,可基于芯片设计,可利用电子设计自
2、动化(EDA)工具来完成。必须具备三个条件: 必须基于功能强大的EDA技术; 具备集系统描述、行为描述和结构描述功能为一体的硬件描述语言; 高密度、高性能的大规模集成可编程逻辑器件。,2019/4/11,4,可编程逻辑器件的软件开发系统支持两种设计输入方式: 图形设计输入; 硬件描述语言输入。 现在比较流行的硬件描述语言有ABEL和VHDL。,计算机对输入文件进行编译、综合、优化、配置操作,最后生成供编程用的文件,可直接编程到可编程逻辑器件的芯片中。,2019/4/11,5,2. 可编程逻辑器件的开发方法,PLD的开发是指利用开发系统的软件和硬件对PLD进行设计和编程的过程。 开发系统软件是指
3、PLD专用的编程语言和相应的汇编程序或编译程序。硬件部分包括计算机和编程器。 可编程器件的设计过程,主要包括设计准备、设计输入、设计处理和器件编程四个步骤,同时包括相应的功能仿真、时序仿真和器件测试三个设计验证过程。如图8-21所示。,返回,2019/4/11,6,图8-21 可编程器件的设计流程图,2019/4/11,7, 设计准备 选择系统方案,进行抽象的逻辑设计; 选择合适的器件,满足设计的要求。,低密度PLD(PAL、GAL等)一般可以进行书面逻辑设计,然后选择能满足设计要求的器件系列和型号。器件的选择应考虑器件的引脚数、资源速度、功耗以及结构特点。 对于高密度PLD(CPLD、FPG
4、A),系统方案的选择通常采用“自顶向下”的设计方法。在计算机上完成,可以采用国际标准的硬件描述语言对系统进行功能描述,并选用各种不同的芯片进行平衡、比较,选择最佳结果。,2019/4/11,8, 设计输入,设计者将所设计的系统或电路以开发软件要求的某种形式表示出来,并送入计算机的过程称为设计输入。 通常有原理图输入、硬件描述语言输入和波形输入等多种方式。, 设计处理 从设计输入完成以后到编程文件产生的整个编译、适配过程通常称为设计处理或设计实现。 由计算机自动完成,设计者只能通过设置参数来控制其处理过程。,2019/4/11,9,在编译过程中,编译软件对设计输入文件进行逻辑化简、综合和优化,并
5、适当地选用一个或多个器件自动进行适配和布局、布线,最后产生编程用的编程文件。,在设计输入和设计处理过程中往往要进行功能仿真和时序仿真。 功能仿真是在设计输入完成以后的逻辑功能检证,又称前仿真。它没有延时信息,对于初步功能检测非常方便。 时序仿真在选择好器件并完成布局、布线之后进行,又称后仿真或定时仿真。时序仿真可以用来分析系统中各部分的时序关系以及仿真设计性能。,2019/4/11,10, 器件编程,编程是指将编程数据放到具体的PLD中去。对阵列型PLD来说,是将JED文件“下载”到PLD中去;对FPGA来说,是将位流数据文件“配置”到器件中去。,2019/4/11,11,3. 应用简介,图8
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