第8章存储器和可编程逻辑器件简介 8.2可编程逻辑器件(PLD)简介 8.2.5可编程逻辑器件的开发与应用 电子系统的设计方法 2可编程逻辑器件的开发方法 3应用简介 本章小结 结束 2023/7/17 放映 返回
2023/7/17 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 结束 放映
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？ 2023/7/17
2023/7/17 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？
8.2可编程逻辑器件PLD)简介 返回 8.2.5可编程逻辑器件的开发与应用 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，可利用电子设计自动化(EDA)工具来完成。 必须具备三个条件： ①必须基于功能强大的EDA技术； ②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； ③高密度、高性能的大规模集成可编程逻辑器 件。 2023/7/17
2023/7/17 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 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，可利用电子设计自动化（EDA）工具来完成。 必须具备三个条件： ① 必须基于功能强大的EDA技术； ② 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； ③ 高密度、高性能的大规模集成可编程逻辑器 件
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。 2023/7/17
2023/7/17 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
2. 可编程逻辑器件的开发方法 返回 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。 2023/7/17
2023/7/17 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
设计准备 设计输入 功能仿真 设计处理 时序仿真 器件编程 器件测试 图8-21 可编程器件的设计流程图 2023/7/17
2023/7/17 6 图 8 -21 可编程器件的设计流程图
(1)设计准备 ①选择系统方案，进行抽象的逻辑设计； ②选择合适的器件，满足设计的要求。 低密度PLD(PAL、GAL等)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、FPGA),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。 2023/7/17
2023/7/17 7 ⑴ 设计准备 ①选择系统方案，进行抽象的逻辑设计； ② 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、FPGA），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
(2)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。 (3)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。 2023/7/17
2023/7/17 8 ⑵ 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。 ⑶ 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
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。 2023/7/17
2023/7/17 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
(4)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。 2023/7/17 10
2023/7/17 10 ⑷ 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