PLD器件基礎(chǔ)及開發(fā)系統(tǒng)介紹（PPT34頁(yè))

1、集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/121 PLD器件基礎(chǔ)及開發(fā)系統(tǒng)介紹器件基礎(chǔ)及開發(fā)系統(tǒng)介紹 可編程邏輯器件基礎(chǔ)可編程邏輯器件基礎(chǔ) ABEL語(yǔ)言介紹語(yǔ)言介紹 ispEXPERT System介紹介紹 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/122 v 集成邏輯器件的分類 數(shù)字器件 各種含CPU的微處理器 單片機(jī)系列（例，MCS51/96系列） 高級(jí)微處理器（例，INTEL80286，TI8000等） 數(shù)字信號(hào)處理器（例，TMS320系列） 標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件 各種門電路（例，與非門、或非門等） 常用中規(guī)模集成電路（例，計(jì)數(shù)器） 存儲(chǔ)器（例

2、，RAM、ROM、EPROM等 專用數(shù)字集成電路ASIC 全定制產(chǎn)品 半定制產(chǎn)品 可編程邏輯器件（PLD） 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/123 v 集成邏輯器件的特點(diǎn) 含CPU的微處理器 在時(shí)鐘脈沖作用下不斷執(zhí)行用戶的軟件程序，用戶編程并不對(duì) 其硬件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，它的工作速度一般較低； 標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件 使用方便、價(jià)格便宜，但其規(guī)模一般較小，一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)往往 要用幾十片甚至上百片標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件來(lái)完成； 半定制、全定制ASIC 產(chǎn)品開發(fā)需要半導(dǎo)體廠家參與，周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，其開發(fā)不可 能普及； PLD器件 （1）邏輯功能可編程。（2）器件規(guī)模很大。（3）工作速度很

3、高。 （4）使用相對(duì)復(fù)雜。 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/124 輸入電路產(chǎn)生輸入變量的原變量和反變量 與陣列產(chǎn)生輸入變量的與項(xiàng)（乘積項(xiàng)） 或陣列對(duì)乘積項(xiàng)有選擇地進(jìn)行或運(yùn)算 輸出電路產(chǎn)生輸出信號(hào)，提供反饋信號(hào) 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/125 v PLD的工作原理 在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，輸出總可以用“與或”形式 的邏輯函數(shù)來(lái)表示，從而用若干與門和或門就可以實(shí) 現(xiàn)這個(gè)邏輯函數(shù)。而PLD器件內(nèi)部電路的核心就是與陣 列和或陣列，因此可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)任意函數(shù)。 例如，對(duì)邏輯函數(shù) ， 用PLD表示法連接后的完整邏輯圖如圖 所示。

4、BABABAZ),( 1 A Z 2: “,.? 共計(jì)個(gè) ASCII碼字符 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1211 一一9、 人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2021-5-252021-5-25Tuesday, May 25, 2021 二二10、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2021-5-252021-5-252021-5-255/25/2021 11:33:12 PM 三三11、人總是珍惜為得到。、人總是珍惜為得到。2021-5-252021-5-252021-5-25May-2125

5、-May-21 四四12、人亂于心，不寬余請(qǐng)。、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2021-5-252021-5-252021-5-25Tuesday, May 25, 2021 五五13、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2021-5-252021-5-252021-5-252021-5-255/25/2021 六六14、抱最大的希望，作最大的努力。、抱最大的希望，作最大的努力。2021年年5月月25日星期二日星期二2021-5-252021-5-252021-5-25 七七15、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。2021年年5月月2

6、021-5-252021-5-252021-5-255/25/2021 八八16、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2021-5-252021-5-25May 25, 2021 九九17、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2021-5-252021-5-252021-5-252021-5-25 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1212 l標(biāo)識(shí)符必須以字母或下劃線開始； l標(biāo)識(shí)符最長(zhǎng)不能超過31個(gè)字符； 標(biāo)識(shí)符是由標(biāo)識(shí)器件、器件引腳、節(jié)點(diǎn)、集合、 輸入輸出信號(hào)等的合法字符串組成。 集成電子技術(shù)

7、基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1213 注意注意 與標(biāo)識(shí)別符不同，與標(biāo)識(shí)別符不同，關(guān)鍵字不區(qū)分大小寫！關(guān)鍵字不區(qū)分大小寫！ 關(guān)鍵字又稱保留標(biāo)識(shí)符，它代表某種處理功能。 CASECASEDEVICEDEVICEELSEELSEENABLEENABLEENDEND ENDCASEENDCASEENDWITHENDWITHEQUATIONSEQUATIONSFLAGFLAGFUSESFUSES GOTOGOTOIFIFININISTYPEISTYPELIBRARYLIBRARY MACROMACROMODULEMODULENODENODEPINPINSTATESTATE S

8、TATE_DIAGRAMSTATE_DIAGRAM TEST_VECTORSTEST_VECTORSTHENTHENTITLETITLE TRUTH_TABLETRUTH_TABLEWITHWITH 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1214 例例 TITLE 1 bit full adder； 字符串是包含在單引號(hào)內(nèi)的合法字符序列，通常用于標(biāo)題語(yǔ)句、標(biāo) 記語(yǔ)句以及管腳和節(jié)點(diǎn)說(shuō)明語(yǔ)句。 注釋段 注釋是對(duì)源文件的進(jìn)一步解釋，注釋段以雙引號(hào)開始，以另一個(gè)雙 引號(hào)或換行符結(jié)束。 MODULE Basic_logic “gives the module a name”

9、 例例 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1215 可用二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制來(lái)表示。 進(jìn)制數(shù)基數(shù)表記符例如十進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制2BB101010 八進(jìn)制8OO1210 十進(jìn)制10D(缺省)D1515 十六進(jìn)制16HHF15 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1216 常量用來(lái)表示值不變的量。常量可以分為：一般常量和特殊常量。 注意注意 u特殊常量值用大小寫均可，但前后兩個(gè)“.”不能省略！ 特殊常量說(shuō)明 .C.上升沿時(shí)鐘輸入 .F.浮點(diǎn)輸入或輸出 .K.下降沿時(shí)鐘輸入 .P.寄存器預(yù)加載 .X.任意態(tài)（無(wú)關(guān)項(xiàng)） .Z.高

10、阻輸入或輸出 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1217 運(yùn)算 運(yùn)算符 示 例 含 義 優(yōu)先級(jí) ！ ！A 對(duì) A 逐位取反 1 AB A 和 B 逐位相與 2 AB A 和 B 逐位相或 3 AB A 和 B 逐位異或 3 邏 輯 運(yùn) 算 ！ A！B A 和 B 逐位同或 3 AB 不帶時(shí)鐘的賦值 (組合輸出) 賦值 運(yùn)算 ： A：B 帶時(shí)鐘的賦值 (寄存輸出) 運(yùn)算及運(yùn)算符 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1218 運(yùn)算 運(yùn)算符 示 例 含 義 優(yōu)先級(jí) - -A A 取負(fù)(以補(bǔ)碼表示) - A-B A 減 B + A+B

11、A 加 B * A*B A 乘 B / A/B A 除以 B(無(wú)符號(hào)整除) 算 術(shù) 運(yùn) 算 % A%B 求模(求 AB 的余數(shù)) AB 如果 A 與 B 相等取值為真 ! A!B 如果 A 與 B 不等取值為真 AB 如果 A 小于 B 取值為真 AB 如果A小于等于B取值為真 AB 如果 A 大于 B 取值為真 關(guān) 系 運(yùn) 算 AB 如果A大于等于B取值為真 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1219 表達(dá)式是標(biāo)識(shí)符和運(yùn)算符的組合，表達(dá)式中各種運(yùn)算具有不同的優(yōu)先級(jí) 集合 集合用來(lái)表示成組或成批處理的信號(hào)或常量，集合中的每一個(gè)獨(dú)立分量稱 為該集合的元素。引入集

12、合的目的是為了簡(jiǎn)化書寫，并使可讀性更好。集 合有兩種定義方法： l枚舉法： Din = D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0 ; l界限符法： Din = D7.D0 ； 注意注意 u枚舉法與界限符法可以聯(lián)合使用。 u只有類型相同、長(zhǎng)度相同的集合才可一起參與運(yùn)算。 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1220 ABEL源文件是由一個(gè)或多個(gè)相互獨(dú)立的模塊組成，每個(gè)模塊包括 一個(gè)或多個(gè)完整的邏輯描述。簡(jiǎn)單的源文件可以只包含一個(gè)模塊，而 復(fù)雜的源文件可能包括多個(gè)模塊。 MODULE模塊名 接口說(shuō)明語(yǔ)句 標(biāo)題語(yǔ)句 說(shuō)明語(yǔ)句 布爾方程段、真值表段、狀態(tài)圖段、 熔

13、絲狀態(tài)段、異或因子段 測(cè)試矢量段 END 模塊名 模塊基本結(jié)構(gòu)如下： 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1221 格式：格式： MODULE模塊名 END模塊名 u行末沒有分號(hào)。 u若將該模塊作為一個(gè)自定義元件（宏塊），則模塊名 應(yīng)與自定義元件名相同。 注意注意 例：例： MODULE 1_bit_adder END 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1222 u字符串通常為該模塊的內(nèi)容提示。 u標(biāo)題語(yǔ)句不影響任何邏輯描述及運(yùn)算結(jié)果，可以省略。 格式：格式： TITLE字符串; 例：例： TITLE4 bit binary c

14、ounter; 注意注意 器件說(shuō)明語(yǔ)句 格式：格式： 器件標(biāo)識(shí)符DEVICE字符串; 例：例： U1DEVICEP16V8C; u器件說(shuō)明語(yǔ)句用來(lái)把模塊中所用器件的標(biāo)識(shí)符與實(shí)際PLD器 件相聯(lián)系。 u在ispEXPERT軟件中，該語(yǔ)句可忽略。 注意注意 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1223 u管腳標(biāo)識(shí)符要與管腳號(hào)一一對(duì)應(yīng)，但在ispEXPERT 中管腳號(hào)可以省略。 u缺省情況下，管腳屬性為組合型COM。 u一個(gè)信號(hào)可以包含多個(gè)屬性。 格式：格式： 標(biāo)識(shí)符 PIN(或NODE) ISTYPE 屬性; 例：例： A pin; B,Cpinistype REG

15、; Z1,Z2 node istype COM; 注意注意 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1224 例：例： C,X=.C.,.X.; ON,OFF=0,1; 格式：格式： 標(biāo)識(shí)符常量表達(dá)式; 邏輯方程描述 格式：格式： EQUATIONS 邏輯方程式; 例：例： equations S=!A C1=A Q.clk=CP; Q:=Q+1; u組合型輸出賦值為“=”，寄存器型輸出賦值為“：=”。 u在邏輯方程描述中可以使用WHEN-THEN-ELSE語(yǔ)句。 注意注意 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1225 例：例： wh

16、en (A=B) then Z=0; else Z=1; u若有多個(gè)邏輯方程，可以放在大括號(hào)中。 uWHEN-THEN-ELSE語(yǔ)句可以嵌套使用。 注意注意 格式：格式： WHEN 條件 THEN 邏輯方程1; ELSE 邏輯方程2; 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1226 格式：格式： TRUTH_TABLE(輸入標(biāo)識(shí)符集-輸出標(biāo)識(shí)符集) 輸入值-輸出值; TRUTH_TABLE(輸入標(biāo)識(shí)符集:輸出標(biāo)識(shí)符集) 輸入值:輸出值; 例：例： truth_table(A,B-S) 0,0-0; 0,1-1; 1,0-1; 1,1-0; 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成

17、電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1227 格式：格式： STATE_DIAGRAM狀態(tài)寄存器標(biāo)識(shí)符 狀態(tài)表達(dá)式：方程式； 狀態(tài)圖是一種直觀描述時(shí)序邏輯的方法，狀態(tài)圖描述方式是 由狀態(tài)圖標(biāo)題語(yǔ)句，狀態(tài)描述語(yǔ)句和狀態(tài)轉(zhuǎn)移語(yǔ)句三部分組成。 u具體見時(shí)序電路 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1228 u測(cè)試矢量與真值表描述在形式上相似。 格式：格式： TEST_VECTORS(輸入標(biāo)識(shí)符集-輸出標(biāo)識(shí)符集) 輸入值-輸出值; 例：例： TEST_VECTORS(A,B-S) 0,0-0; 0,1-1; 1,0-1; 1,1-0; 注意注意 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)

18、教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1229 格式：格式： directive options； 指示字的作用就是指導(dǎo)編譯軟件對(duì)源文件作相應(yīng)的處理。靈 活地應(yīng)用指示字可以簡(jiǎn)化源文件的編寫和調(diào)試。引導(dǎo)指示字的關(guān) 鍵詞為“” 。 ABEL語(yǔ)言中的指示字為： ALTERNATE CARRY CONST DCSET DCSTATE EXPR EXIT IF IFB IFDEF IFIDEN IFNB IFNDEF IFNIDEN INCLUDE IRP IRPC MESSAGE ONSET PAGE RADIX REPEAT SETSIZE STANDARD 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電

19、子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1230 例：例： STATE_DIAGRAM “狀態(tài)圖描述 CONST n=0； REPEAT 10 STATE n：IF (nS)“四位全加器測(cè)試矢量 const m=0;“定義常數(shù)變量m repeat 16 const n=0; “定義常數(shù)變量n repeat 16 m,n,0-(m+n); m,n,1-(m+n+1); const n=n+1; const m=m+1; 格式：格式：CONST id=expr； 用于對(duì)新的常量進(jìn)行定義； 格式：格式：REPEAT number_expr block； 將某些語(yǔ)句重復(fù)執(zhí)行若干次。 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)

20、教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1231 ispEXPERT System介紹介紹 ispEXPERT System集成開發(fā)軟件是由Data I/O公司開發(fā)的一 個(gè)通用的可編程邏輯器件開發(fā)軟件。能夠支持Lattice公司的 ispLSI、pLSI、ispGAL、ispGDS器件及全新系列GAL器件的設(shè)計(jì)、 編譯和邏輯模擬。 ispEXPERT System支持原理圖輸入和ABEL硬件描述語(yǔ)言（HDL） 輸入，還包括編譯、模擬和仿真的功能。I Lattice的pDS+ Synario適配軟件與ispEXPERT緊密結(jié)合，形 成多層次邏輯綜合、自動(dòng)邏輯分割與自動(dòng)器件映射功能。 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/1232 選擇PLD器件 頂層原理圖設(shè)計(jì)* 編寫ABEL源文件* 編寫頂層測(cè)試矢量* 各種資源的編譯、優(yōu)化、 仿真 器件編程和功能測(cè)試 資源鏈接、器件映射 JEDEC文件的形成 結(jié)束 開始 集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程集成電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 B T R 2021/5/12