文档介绍：第1讲可编程逻辑器件原理
课程简介
《数字电子技术电路》为基础:复习数字电路的基本原理,并与可编程逻辑器件原理相结合。
《CPLD/FPGA设计及应用》:面向实际工程应用,紧跟技术发展,掌握数字系统新的设计方法。
《数字信号处理》:面向工程信号处理应用的,由FPGA代替DSP来实现算法,提高系统的速度。
课程宗旨
更新数字电路的设计观念,建立用PLD器件取代传统TTL器件设计数字电路的思想
更新数字系统设计手段,学会使用硬件描述语言(Hardware Description Language)代替传统的数字电路设计方法来设计数字系统。
可编程逻辑器件的定义
逻辑器件:用来实现某种特定逻辑功能的电子器件,最简单的逻辑器件是与、或、非门(74LS00,74LS04等),在此基础上可实现复杂的时序和组合逻辑功能。
可编程逻辑器件(PLD--Programmable Logic Device):器件的功能不是固定不变的,而是可根据用户的需要而进行改变,即由编程的方法来确定器件的逻辑功能。
课程内容
器件为什么能够编程
了解大规模可编程逻辑器件的结构及工作原理
怎样对器件编程
熟悉一种EDA软件的使用方法(工具)
以Altera公司的QuartusII为例
掌握一种硬件描述语言(方法),以设计软件的方式来设计硬件(重点)
以VHDL语言为例
数字电路课程的回顾
布尔函数--数字系统数学基础(卡诺图)
数字电路设计的基本方法
组合电路设计
问题逻辑关系真值表化简逻辑图
时序电路设计
列出原始状态转移图和表状态优化状态分配触发器选型求解方程式逻辑图
数字电路课程的回顾
使用中、小规模器件设计电路(74、54系列)
编码器(74LS138)
译码器(74LS154)
比较器(74LS85)
计数器(74LS193)
移位寄存器(74LS194)
………
数字电路课程的回顾
设计方法的局限
卡诺图只适用于输入比较少的函数的化简。
采用“搭积木”的方法进行设计。必须熟悉各种中小规模芯片的使用方法,从中挑选最合适的器件,缺乏灵活性。
设计系统所需要的芯片种类多,且数量很大。
数字电路课程的回顾
采用中小规模器件的局限
电路板面积很大,芯片数量很多,功耗很大,可靠性低--提高芯片的集成度
设计比较困难--能方便地发现设计错误
电路修改很麻烦--提供方便的修改手段
PLD器件的出现改变了这一切
PLD出现的背景
电路集成度不断提高
SSIMSILSIVLSI
计算机技术的发展使EDA技术得到广泛应用
设计方法的发展
自下而上自上而下
用户需要设计自己需要的专用电路
专用集成电路(ASIC-Application Specific Integrated Circuits)开发周期长,投入大,风险大
可编程器件PLD:开发周期短,投入小,风险小