第六章 LATTICE系列CPLD_13

为什么Lattice在进入FPGA市场的第一年就能取得这么好的成绩？我想这里面可能有三个层次的深层原因：第一，针对Altera和Xilinx在高端有Stratix和Virtex、在低端有Cyclone和Spartan产品的情况下，我们选择了从中端切入的策略，从而在刚进入FPGA应用市场时能够有效地避免与已在高端和低端市场确立了自己领导地位的Altera和Xilinx发生正面冲撞，二年多来的实践证明这一策略是非常正确的；第二，我们在满足市场要求的严格质量前提下做出了自己的产品特色，例如，我们的低端LatticeECP2/M FPGA产品在保持对Cyclone和Spartan价格竞争力的前提下，再增加了一些切合用户实际应用需要而主要竞争对手还没有的功能，如更多的高速串行接口、更多的I/O口、128位AES加密和更大的内部存储空间等；第三，系统制造商心里也期望市场能涌现出较强的第3个FPGA供应商，因为这样才能形成稳定的三足鼎立之势，促进市场的有序竞争，并帮助它们稳定供应链和进一步降低运营成本。

目前FPGA和CPLD在哪些主要应用空间具有不可替代的关键地位？目前FPGA和CPLD的目标应用主要可分为以下三大类：低成本应用、对价格敏感的高性能应用、以及需要极高性能的应用。

第一类应用包括等离子或LCD TV、VoIP、机顶盒、图像渲染、音频处理和控制逻辑，第二类应用包括企业联网、GPON、企业存储、无线基站、协议转换、网络交换、图像滤波和存储器桥接，第三类应用包括光纤联网、SDH线路卡、下一代40G光通道卡、局域网交换机、DDR3存储器测试仪、高端服务器、背板高速接口、数据包成帧和分拆、高速存储器控制和高速信号处理。

Lattice目前主要有哪几条产品线？它们各针对什么目标应用？Lattice目前主要有4条产品线：针对低端市场的低成本FPGA LatticeECP2/M、针对高端市场的系统级高性能FPGA LatticeSC/M、带嵌入式闪存的非易失性FPGA LatticeXP和MachXO、以及混合信号PLD ispClock和Power Manager II，LatticeECP2和LatticeECP2M的主要区别是后者还带有SRAM存储器，LatticeSC和LatticeSCM的主要区别也一样。

PRODUCT SELECTOR GUIDE2012FPGA • CPLD • MIXED SIGNAL • INTELLECTUAL PROPERTY • DEVELOPMENT KITS • DESIGN TOOLSCONTENTS■A dvanced Packaging (4)■F PGA Products (6)■CPLD Products (8)■Power Management and Clock Management Products (8)■Intellectual Property and Reference Designs (10)■Development Kits and Evaluation Boards (14)■P rogramming Hardware (18)■FPGA and CPLD Design Software (19)■PAC-Designer® Design Software (19)Page 2Affordable InnovationLattice Semiconductor is committed to delivering value through innovative low cost, low power solutions.We’re innovating every day to drive down costs and deliver greater value. From cost sensitive consumerelectronics to leading edge communications equipment, designers are using Lattice products in a growingnumber of applications. We’ve shipped over a billion devices to customers worldwide and we understandthat we must deliver cost effective solutions and excellent service in order to succeed.Low Density and Ultra-Low Density FPGAsWe are committed to providing design engineers with the low cost and low power solutions they needto implement their designs quickly, easily and affordably. Lattice FPGA solutions offer unique features,low power, and excellent value for FPGA designs. Our low density LatticeECP3™ family is comprisedof the lowest power, SERDES-enabled FPGAs in the market today, and is ideally suited for deploymentin high volume cost- and power-sensitive wireless and wireline infrastructure, video camera and displayapplications. Our ultra-low density, low cost and low power iCE40™ and MachXO2™ FPGA familiesare ideal for applications ranging from glue logic and bridging to instant-on system control and flexibleI/O expansion. From mobile handsets to leading-edge telecommunications infrastructure, Lattice offerssolutions that minimize cost and power while maximizing value.Power Management and Clock ManagementOur Platform Manager™, Power Manager II and ispClock™ mixed signal product families feature acombination of programmable logic and programmable analog circuitry that allows system designersto reduce system cost and design time. These innovative products provide a fast and easy solution forintegrating a wide range of power and clock management functions within a single integrated circuit. Theseproducts can replace numerous discrete components, reducing cost and conserving board space, whileproviding users with additional design flexibility and time-to-market benefits.Software and Intellectual PropertyOur Lattice Diamond® development tool suite, iCEcube2™ design software, PAC-Designer software, and IPcore program allow design engineers to easily customize our devices for their unique system requirements.Lattice Diamond software tools enable users to synthesize a design, perform analysis, debug, anddownload a logic configuration to our FPGA devices, while iCEcube2 software supports our iCE40 family ofFGPAs. PAC-Designer software is used in the design of our mixed signal products.Our IP core program, LatticeCORE™, provides pre-tested, reusable functions, allowing designers to focuson their unique system architectures. These IP cores provide industry-standard functions including PCIExpress, DDR, Ethernet, CPRI, Serial RapidIO 2.1, SPI4, and embedded microprocessors. In addition, anumber of independent IP providers have teamed with Lattice to offer additional high quality, reusable IPcores. Partners are selected for their industry leadership, high development standards, and commitment tocustomer support.Page 3Page 4Organic Flip Chip BGAFine Pitch BGA1704-BallOrganic fcBGA 42.5 x 42.5 mm 3.25 mm height 1.00 mm pitch1020-BallOrganic fcBGA Revision 233 x 33 mm 3.25 mm height 1.00 mm pitch1152-Ball fpBGA 1156-Ball fpBGA 35 x 35 mm 2.60 mm height 1.00 mm pitc h900-Ball fpBGA 31 x 31 mm 2.60 mm height 1.00 mm pitch672-Ball fpBGA 27 x 27 mm 2.60 mm height 1.00 mm pitch484-Ball fpBGA 23 x 23 mm 2.60 mm height 1.00 mm pitch324-Ball ftBGA 19 x 19 mm 1.70 mm height 1.00 mm pitch256-Ball ftBGA 17 x 17 mmOption 1: 1.55 mm height Option 2: 2.10 mm height Option 3: 1.70 mm height 1.00 mm pitch 256-Ball caBGA 14 x 14 mm 1.70 mm height 0.80 mm pitch332-Ball caBGA 17 x 17 mm 2.00 mm height 0.80 mm pitch208-Ball ftBGA 17 x 17 mm 1.55 mm height 1.00 mm pitch256-Ball fpBGA 17 x 17 mm 2.10 mm height1.00 mm pitchFine Pitch BGAChip Array BGANote: Packages shown actual size. Height specification is max.Page 5208-Pin PQFP 28 x 28 mm (body)4.10 mm height 0.50 mm pitch176-Pin TQFP 24 x 24 mm (body)1.60 mm height 0.50 mm pitch144-Pin TQFP 20 x 20 mm (body)1.60 mm height 0.50 mm pitch100-Pin VQFP 14 x 14 mm (body)1.2 mm height 0.50 mm pitch100-Pin TQFP 128-Pin TQFP 14 x 14 mm (body)1.6 mm height0.50 mm pitch (100 TQFP)0.40 mm pitch (128 TQFP )44-Pin TQFP10 x 10 mm (body)1.20 mm height 1.60 mm height 0.80 mm pitch 48-Pin TQFP 7 x 7 mm (body)1.20 mm height 1.60 mm height0.50 mm pitchVQFP/TQFP/PQFP64-Pin QFNS 9 x 9 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch 100-Ball csBGA 8 x 8 mm1.35 mm height 0.50 mm pitch132-Ball csBG A 8 x 8 mmOption 1: 1.35 mm heightOption 2: 1.00 mm height (iCE40)0.50 mm pitch 184-Ball csBG A 8 x 8 mm1.35 mm height 0.50 mm pitch284-Ball csBGA 12 x 12 mm 1.00 mm height 0.50 mm pitch 328-Ball csBGA 10 x 10 mm 1.50 mm height 0.50 mm pitch 132-Ball ucBGA 6 x 6 mm1.00 mm height 0.40 mm pitch 25-Ball WLCSP2.5 x 2.5 mm 0.62 mm height 0.40 mm pitch84-Pin QFNS 7 x 7 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch 48-Pin QFNS 7 x 7 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch144-Ball csBGA 7 x 7 mm1.10 mm height 0.50 mm pitch 64-Ball ucBGA 4 x 4 mm1.00 mm height 0.40 mm pitch 32-Pin QFNS 5 x 5 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch 32-Pin QFN 5 x 5 mm0.60 mm height 0.50 mm pitch 56-Ball csBGA 6 x 6 mm1.35 mm height 0.50 mm pitch 81-Ball csBGA 5 x 5 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch 225-Ball ucBGA 7 x 7 mm1.00 mm height 0.40 mm pitch 24-Pin QFNS 4 x 4 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch64-Ball csBGA 5 x 5 mm1.10 mm height 0.50 mm pitch121-Ball csBGA 6 x 6 mm1.00 mm height 0.50 mm pitch 121-Ball ucBGA 5 x 5 mm1.00 mm height 0.40 mm pitch 81-Ball ucBGA 4 x 4 mm1.00 mm height 0.40 mm pitch 49-Ball ucBGA 3 x 3 mm1.00 mm height 0.40 mm pitch 36-Ball ucBGA2.5 x 2.5 mm 1.00 mm height0.40 mm pitchQFNS / QFNChip Scale BGAUltra Chip Scale BGAWafer Level Chip ScaleNote: Packages shown actual size. Height specification is max.NEWiCE40™Page 6Page 71) Pb-free only.ispClock ProductsPage 8Platform Manager and Power Manager II Device Selector Guide* ispPAC-POWR1014A OnlyPage 9LatticeCORE IP CoresThe following is a partial listing of LatticeCORE IP, for a complete listing of IP cores from Lattice and its 3rd party partners, please go to /ip.1. LatticeSCM™ MACO®-based IP cores are not included in this table.Page 10IP SuitesLattice IP Suites provide many of the functions required to develop a total solution for common FPGA applications. In addition, multipleLattice FPGA families are supported with each IP Suite, so designers can develop solutions across multiple Lattice families, taking advantage of the best features of each. The following table summarizes which IP cores are included in each IP Suite, and which FPGA families are supported.Page 11Page 12Page 13Page 14Features- Power connections and power sources - ispVM™ programming support- On-board and external reference clock sources• Available on Windows and Linux platforms • Software and IP with a 60-day license (Windows or Linux)• Variety of demos • USB download cable• Comprehensive Image Processing IP Library • On-board Broadcom ® Broadreach™ PHY Enables IP over Coax• On-board FTDI Chip provides easy programming via low cost USB cable- Gigabit Ethernet MAC Demo using Mico32- DDR3 Memory Controller Demo• Available on Windows and Linux platforms • USB A to USB B (Mini) Cable for FPGA Programming via a PC• 12V AC Power Adapter and International Plug Adapters•QuickSTART GuideFeaturesFeaturesFeaturesLatticeECP3 Versa Development KitHDR-60 Video Camera Development KitLatticeECP3 PCI Express Development KitLatticeXP2 Brevia2 Development Kit• LatticeECP3 PCI Express x1/x4 Solutions Board- PCI Express x1 and x4 edge connector interfaces- On-board Boot Flash- Both Serial SPI Flash and Parallel Flash via MachXO programming bridge - Shows interoperation with a highperformance DDR2 memory component - Switches, LEDs, displays for demo purposes- Input connection for lab-power supply• FPGA-based Image Signal Processing• Fully Production-Ready HDR Camera Design • 1080p Capable @ 60 frames per second• Supports up to 16 Megapixel Sensors • Supports up to two sensors simultaneously • Full 60fps in streaming mode needs no external frame buffer• Fast Auto Exposure Instantly Adjust to Changing Light• Greater than 120 dB High Dynamic Range (HDR) Performance• Direct HDMI/DVI output from FPGA • Extremely Low-Latency• The LatticeECP3 Versa Evaluation Board:- PCI Express 1.1 x1 Edge Connector Interface- Two Gigabit Ethernet Ports (RJ45)- 4 SMA Connectors for SERDES Access - USB Mini for FPGA Programming- LatticeECP3 FPGA: LFE3-35EA-FF484- 64 Mbit Serial Flash memory - 1 Gbit DDR3 Memory- 14-segment alpha-numeric display - Switches and LEDs for demos - SERDES Eye Quality Demo - 4 PCI Express Demos• LatticeXP2 FPGA: LFXP2-5E-6TN144C • 2 Mbit SPI Flash Memory • 1 Mbit SRAM• Programmed via included mini-USB Cable • 2x20 and 2x5 Expansion Headers• Push buttons for General Purpose I/O and Reset• 4-bit DIP Switch for user-defined inputs • 8 Status LEDs for user-defined outputsDevelop PCIe-based platforms using a low-cost, low-power SERDES-basedFPGA with proprietary and Lattice provided designs.A fully production ready High Dynamic Range (HDR) camera, designed to fit into commercially available camera housings. Supports full 1080p resolution at 60 frames per second in streaming mode through the FPGA, without the need for an external frame buffer.Industry’s lowest cost platform for design-ing PCI Express and Gigabit Ethernet based systems. The kit includes free demos and reference designs.Easy-to-use, low-cost platform for evaluat-ing and designing with LatticeXP2 FPGAs.Page 15FeaturesFeaturesiCEblink40 Evaluation KitMachXO2 Pico Development KitMachXO2 Control Development Kit• Two versions:- High Performance: iCE40HX1K-VQ100 - Low Power: iCE40LP1K-QN84• Powered by USB input• 1Mbit SPI PROM (enough for two iCE40HX1K images using WarmBoot)• Four capacitive-touch buttons (requires FPGA logic)• Four user LEDs• Dual PMOD header compatible with Digilent PMOD boards (6x2 header)• MachXO2 LCMXO2-1200ZE• 4-character 16-segment LCD display • 4 capacitive touch sense buttons • 1 Mbit SPI Flash• I 2C temperature sensor• Current and voltage sensor circuits • Expansion header for JTAG, I 2C• Standard USB cable for device programming and I 2C communication• RS-232/USB & JTAG/USB interface• RoHS-compliant packaging and process• MachXO2 LCMXO2-4000HC• Power Manager II ispPAC-POWR1014A • 128Mbit LPDDR memory, 4Mbit SPI Flash • Current and voltage sensor circuits • SD memory card socket • Microphone• Audio Amplifier and Delta-Sigma ADC• Up to two DVI sources and one DVI output.• Up to two Display Inputs (7:1 LVDS) and one Display Output (7:1 LVDS)• Audio output channel• Expansion header for JTAG, SPI, I 2C and PLD I/Os.• 3.33 MHz oscillator (can be modified to support 33.33 MHz or 333 kHz)• 1.2V and 3.3V power supplies• All iCE40HX1K I/O available on headers or 0.1” through-holes• Watch battery• QuickSTART Guide• LEDs & switches• Standard USB cable for device programming • RS-232/USB & JTAG/USB interface• RoHS-compliant packaging and process • AC adapter (international plugs)• QuickSTART Guide31, 2012. Standard list price: $39.MachXO Control Development Kit FeaturesMachXO Pico Dev. Kit & MachXO Control Dev. Kit• Preloaded Control SoC Demo • MachXO LCMXO2280• Power Manager II ispPAC-POWR1014A• 2Mbit SPI Flash & 1Mbit SRAM • I 2C temperature sensor • Current and voltage sensor circuits • On-board fan • Interface to 16 x 2 LCD panel*• SD memory and Compact Flash memory card sockets*• Audio output channel• Expansion header for SPI & I 2C • LEDs & switches• Standard USB cable for device programming and I 2C communication • RS-232/USB & JTAG/USB interface • 3” x 1” prototyping area • RoHS-compliant packaging and process * LCD panel and SD/Compact Flash memory not included in the development kit MachXO Mini Development Kit Features• MachXO PLD: LCMXO2280C-4TN144C• 2 Mbit SPI Flash memory • 1 Mbit SRAM• I 2C temperature sensor • USB mini jack sockets for power, JTAG programming, and RS-232 debugging • 2X16 header for off-board expansion provides access to top and right side MachXO banks• Push-buttons for sleep mode and reset• 4-bit DIP switch to user-defined inputs • ADC/DAC circuit • Sleep circuit• 8 LEDs for user-defined outputs• RoHS-compliant packaging and process• Two USB connector cables • QuickSTART GuidePage 16FeaturesFeaturesFeaturesPower Manager II Hercules Development KitProcessorPM Development KitPlatform Manager Development Kit• The Standard Edition Hercules DevelopmentKit features the following:- Preloaded Board Digital ManagementDemo- Hercules Standard Edition eval board- Power Manager II ispPAC-POWR1220AT8 and MachXOLCMXO2280 PLD• The Advanced Edition Hercules DevelopmentKit features the following:- Preloaded Board Digital ManagementDemo- Hercules Advanced Edition evaluationboard with CompactPCI headers- Power Manager II ispPAC-POWR1220AT8 and MachXOLCMXO2280 PLD- Backplane accessory evaluation boardand power supply for live hot-swap• AC adapter (international plugs)• USB Connector Cable• RoHS-compliant packaging and process• Pre-configured Processor Support Demo• ProcessorPM-POWR605• Power Manager II POWR6AT6• 3.3V, 2.5V, and 1.8V supply rails• LEDs• Slide potentiometer• 2x14 expansion header• USB mini jack socket (program/power)• 2 Push-Buttons• Preloaded Power Management Demo• LPTM10-12107, Platform Manager, 208-ballftBGA package• 35mm slide pots to emulate supply railvariations• Pads for user I/O, LED, and switches• JTAG and I2C interface headers• USB Cable• 4-Bit DIP Switch• JTAG and I2C Header Landings• RoHS-compliant packaging and process• USB connector cable• QuickSTART Guide• AC adapter with international plugs• Programmable with ispVM System software• QuickSTART GuideVersatile, ready to use hardware platformsfor evaluating and designing with PowerManager II devices. A Standard and Ad-vanced Edition of each kit is available.Versatile, ready-to-use hardware platformfor evaluating and designing with Proces-sorPM power management devices.A versatile, ready-to-use hardware plat-form for evaluating and designing withPlatform Manager devices.Features:Breakout Board Evaluation Kits•Preprogrammed with hardware test programLCMXO2-1200ZE-1TG144C PLD (MachXO2Breakout Board), LCMXO2280C-FTN256CPLD (MachXO2280 Breakout Board),POWR1014A-02TN48I (POWR1014ABreakout Board), or LC4256ZE-TN144C CPLD(ispMACH 4256ZE Breakout Board)• LEDs•Expansion Header LandingsBreakout Board Evaluation Kits for selectMachXO2, MachXO, ispMACH 4000ZE,Power Manager II devices offer convenienthardware evaluations by providing easyhand-access to PLD I/Os.•Prototyping Area•USB Mini Jack Socket (Program/Power)•JTAG Header Landing•RoHS-compliant packaging and process•USB connector cableFeaturesispMACH 4000ZE Pico Development Kit• Pre-programmed Pico Power Demo• ispMACH 4000ZE device(LC4256ZE-5MN144C)• Power Manager II device(ispPAC-POWR6AT6-01SN32I)• LCD panel• USB mini jack socket for power, JTAGprogramming, and I2C interface• 2X15 header landing for off-board expansionprovides access to LC4256ZE GPIOs,POWR6AT6 VMON inputs, I2C, and JTAG chain• Push-button for global reset• 4-bit DIP switch to user-defined inputs• 3.3V and 2.5V supply rails• Current and voltage sensor circuits• Battery or USB power source• RoHS-compliant packaging and process• Marked for CE, China RoHS Environmental-Friendly Use Period (EFUP) and WasteElectrical and Electronic Equipment (WEEE)Directives• One USB connector cable• QuickSTART GuideBattery-powered, low-cost platform toaccelerate the evaluation of ispMACH4000ZE CPLDs.Page 17Programming HardwarePage 18PAC-Designer — Mixed-Signal Design SoftwarePage 19Technical SupportUSA & Canada: 1-800-LATTICE (528-8423)For other locations: +1-503-268-8001PLDTechnicalandSoftware:***************************MixedSignal:***********************Additionally, customers can receive technical support for Lattice’s Programmable Logic Products from our Asia based applications group, by contacting Lattice Asia applications during the hours of 8:30 a.m. to 5:30 p.m. Beijing Time (CST) +0800 UTC (Chinese and English language only).Asia: +86-21-52989090********************************Corporate HeadquartersLattice Semiconductor Corporation 5555 Northeast Moore CourtHillsboro, Oregon 97124-6421 USA Telephone: +1-503-268-8000Facsimile: +1-503-268-8347Web: Software LicensingEmail:************************Web: /licensing/index.cfmCopyright © 2012 Lattice Semiconductor Corporation. All brand names or product names are trademarks or registered trademarks of their respective holders. Lattice Semiconductor Corporation, L Lattice Semiconductor Corporation (logo), L (stylized), L (design), Lattice (design), Lattice Diamond, LSC, E 2CMOS, FlashBAK, flexiFLASH, flexiMAC, flexiPCS, FreedomChip, GAL, GDX, Generic Array Logic, HDL Explorer, iCE40, iCEblink, iCEcube2, IPexpress, ISP , ispATE, ispClock, ispDOWNLOAD, ispGAL, ispGDS, ispGDX, ispGDXV, ispGDX2, ispGENERATOR, ispJTAG, ispLeverCORE, ispLSI, ispMACH, ispPAC, ispTURBO, ispVIRTUAL MACHINE, ispVM, ispXP , ispXPGA, ispXPLD, LatticeCORE, LatticeECP3, LatticeECP2, LatticeECP2M, LatticeECP , LatticeECP-DSP , LatticeMico, LatticeMico8, LatticeMico32, LatticeSC, LatticeSCM, LatticeXP , LatticeXP2, MACH, MachXO, MachXO2, MACO, ORCA, PAC, PAC-Designer, PAL, Performance Analyst, Platform Manager, ProcessorPM, PURESPEED, Reveal, Silicon Forest, Speedlocked, Speed Locking, sysCLOCK, sysCONFIG, sysDSP , sysHSI, sysI/O, sysMEM, The Simple Machine for Complex Design, TransFR, UltraMOS, and specific product designations are either registered trademarks or trademarks of Lattice Semiconductor Corporation or its subsidiaries in the United States and/or other countries. ISP is a service mark of Lattice Semiconductor Corporation.October 2012 • Order #: I0211K。

2023年EDA技术与VHDL第二版（潘松著）课后习题答案下载EDA技术与VHDL第二版（潘松著）课后答案下载第1章 EDA技术概述1.1 EDA技术及其发展1.1.1 EDA技术的发展1.1.2 EDA技术的涵义1.1.3 EDA技术的基本特征1.2 EDA技术的主要内容及主要的EDA厂商1.2.1 EDA技术的主要内容1.2.2 主要EDA厂商概述1.3 EDA技术实现目标1.3.1 超大规模可编程逻辑器件1.3.2 半定制或全定制ASIC1.3.3 混合ASIC1.4 EDA技术应用1.4.1 EDA技术应用形式1.4.2 EDA技术应用场合1.5 EDA技术的发展趋势1.5.1 可编程器件的发展趋势1.5.2 软件开发工具的发展趋势1.5.3 输入方式的发展趋势__小结思考题和习题第2章大规模可编程逻辑器件2.1 可编程逻辑器件概述2.1.1 PLD的'发展进程2.1.2 PLD的种类及分类方法2.2 简单可编程逻辑器件2.2.1 PLD电路的表示方法及有关符号 2.2.2 PROM基本结构2.2.3 PLA基本结构2.2.4 PAL基本结构2.2.5 GAL基本结构2.3 复杂可编程逻辑器件2.3.1 CPLD基本结构2.3.2 Altera公司器件2.4 现场可编程逻辑器件2.4.1 FPGA整体结构2.4.2 Xilinx公司FPGA器件2.5 在系统可编程逻辑器件2.5.1 ispLSl/pLSl的结构2.5.2 Lattice公司ispLSI系列器件 2.6 FPGA和CPLD的开发应用2.6.1 CPLD和FPGA的编程与配置2.6.2 FPGA和CPLD的性能比较2.6.3 FPGA和CPLD的应用选择__小结思考题和习题第3章 EDA设计流程与开发3.1 EDA设计流程3.1.1 设计输入3.1.2 综合3.1.3 适配3.1.4 时序仿真与功能仿真3.1.5 编程下载3.1.6 硬件测试3.2 ASIC及其设计流程3.2.1 ASIC设计方法3.2.2 一般的ASIC设计流程3.3 可编程逻辑器件的开发环境 3.4 硬件描述语言3.5 IP核__小结思考题和习题第4章硬件描述语言VHDL4.1 VHDL概述4.1.1 VHDL的发展历程4.1.2 VHDL的特点4.2 VHDL程序基本结构4.2.1 实体4.2.2 结构体4.2.3 库4.2.4 程序包4.2.5 配置4.3 VHDL基本要素4.3.1 文字规则4.3.2 数据对象4.3.3 数据类型4.3.4 运算操作符4.3.5 VHDL结构体描述方式 4.4 VHDL顺序语句4.4.1 赋值语句4.4.2 IF语句4.4.3 等待和断言语句4.4.4 cASE语句4.4.5 LOOP语句4.4.6 RETIARN语句4.4.7 过程调用语句4.4.8 REPORT语句4.5 VHDL并行语句4.5.1 进程语句4.5.2 块语句4.5.3 并行信号代人语句4.5.4 并行过程调用语句4.5.5 并行断言语句4.5.6 参数传递语句4.5.7 元件例化语句__小结思考题和习题第5章 QuartusⅡ软件及其应用5.1 基本设计流程5.1.1 建立工作库文件夹和编辑设计文件 5.1.2 创建工程5.1.3 编译前设计5.1.4 全程编译5.1.5 时序仿真5.1.6 应用RTL电路图观察器5.2 引脚设置和下载5.2.1 引脚锁定5.2.2 配置文件下载5.2.3 AS模式编程配置器件5.2.4 JTAG间接模式编程配置器件5.2.5 USBBlaster编程配置器件使用方法 __小结思考题和习题第6章 VHDL应用实例6.1 组合逻辑电路设计6.1.1 基本门电路设计6.1.2 译码器设计6.1.3 数据选择器设计6.1.4 三态门设计6.1.5 编码器设计6.1.6 数值比较器设计6.2 时序逻辑电路设计6.2.1 时钟信号和复位信号6.2.2 触发器设计6.2.3 寄存器和移位寄存器设计6.2.4 计数器设计6.2.5 存储器设计6.3 综合实例——数字秒表的设计__小结思考题和习题第7章状态机设计7.1 一般有限状态机7.1.1 数据类型定义语句7.1.2 为什么要使用状态机 7.1.3 一般有限状态机的设计 7.2 Moore型有限状态机设计 7.2.1 多进程有限状态机7.2.2 单进程有限状态机7.3 Mealy型有限状态机7.4 状态编码7.4.1 状态位直接输出型编码 7.4.2 顺序编码7.4.3 一位热码编码7.5 状态机处理__小结思考题和习题第8章 EDlA实验开发系统8.1 GW48型实验开发系统原理与应用8.1.1 系统性能及使用注意事项8.1.2 GW48系统主板结构与使用方法8.2 实验电路结构图8.2.1 实验电路信号资源符号图说明8.2.2 各实验电路结构图特点与适用范围简述8.3 GW48CK/GK/EK/PK2系统信号名与芯片引脚对照表 __小结思考题和习题第9章 EnA技术实验实验一：全加器的设计实验二：4位加减法器的设计实验三：基本D触发器的设计实验四：同步清零计数器的设计实验五：基本移位寄存器的设计串人/串出移位寄存器实验六：同步预置数串行输出移位寄存器的设计实验七：半整数分频器的设计实验八：音乐发生器的设计实验九：交通灯控制器的设计实验十：数字时钟的设计EDA技术与VHDL第二版（潘松著）：内容简介《EDA技术与VHDL》主要内容有Altera公司可编程器件及器件的选用、QuartusⅡ开发工具的使用;VHDL硬件描述语言及丰富的数字电路和电子数字系统EDA设计实例。

一.基于乘积项（Product-Term)的PLD结构采纳这种结构的PLD芯片有：Altera的MAX7000，MAX3000系列（EEPROM工艺）,Xilinx的XC9500系列（Flash工艺）和Lattice,Cypress的大部份产品（EEPROM工艺）咱们先看一下这种PLD的整体结构（以MAX7000为例，其他型号的结构与此都超级相似）：图1 基于乘积项的PLD内部结构这种PLD可分为三块结构：宏单元（Marocell)，可编程连线（PIA)和I/O操纵块。

宏单元是PLD的大体结构，由它来实现大体的逻辑功能。

图1中兰色部份是多个宏单元的集合（因为宏单元较多，没有一一画出）。

可编程连线负责信号传递，连接所有的宏单元。

I/O操纵块负责输入输出的电气特性操纵，比如能够设定集电极开路输出，摆率操纵，三态输出等。

图1 左上的INPUT/GCLK1，INPUT/GCLRn,INPUT/OE1,INPUT/OE2 是全局时钟，清零和输出使能信号，这几个信号有专用连线与PLD中每一个宏单元相连，信号到每一个宏单元的延时相同而且延时最短。

宏单元的具体结构见以下图：图2 宏单元结构左侧是乘积项阵列，实际确实是一个与或阵列，每一个交叉点都是一个可编程熔丝，若是导通确实是实现“与”逻辑。

后面的乘积项选择矩阵是一个“或”阵列。

二者一路完成组合逻辑。

图右边是一个可编程D触发器，它的时钟，清零输入都能够编程选择，能够利用专用的全局清零和全局时钟，也能够利用内部逻辑（乘积项阵列）产生的时钟和清零。

若是不需要触发器，也能够将此触发器旁路，信号直接输给PIA或输出到I/O 脚。

下面咱们以一个简单的电路为例,具体说明PLD是如何利用以上结构实现逻辑的，电路如以下图：图3假设组合逻辑的输出(AND3的输出)为f，那么f=(A+B)*C*(!D)=A*C*!D + B*C*!D ( 咱们以!D表示D的“非”）PLD将以下面的方式来实现组合逻辑f:图4A,B,C,D由PLD芯片的管脚输入后进入可编程连线阵列（PIA)，在内部会产生A,A反,B,B反,C,C反,D,D反8个输出。

ispLEVER教程•教程简介与背景•ispLEVER 基础操作•原理图设计与编辑技巧•PCB 布局布线实战演练•仿真测试与验证方法论述•团队协作与版本控制策略分享目录CONTENTS01教程简介与背景ispLEVER概述ispLEVER 是Lattice半导体公司提供的一款集成开发环境（IDE），用于设计、模拟和编程Lattice FPGA和CPLD器件。

它提供了一套完整的工具链，包括设计输入、综合、布局布线、时序分析、仿真和下载等，方便用户进行FPGA/CPLD设计。

ispLEVER支持多种设计输入方式，如原理图、硬件描述语言（HDL）和混合输入等，并提供了丰富的IP核和库函数，以加速设计过程。

教程目标与内容本教程的目标是帮助读者掌握ispLEVER的基本操作和设计流程，能够独立完成简单的FPGA/CPLD设计。

教程内容包括ispLEVER的安装与配置、设计输入、综合与布局布线、时序分析、仿真和下载等关键步骤的详细讲解。

通过本教程的学习，读者将了解FPGA/CPLD设计的基本原理和方法，并具备一定的实践能力和问题解决能力。

1 2 3在学习本教程之前，读者应具备数字电路和计算机组成原理的基本知识，了解FPGA/CPLD的基本概念和原理。

读者需要掌握一种硬件描述语言（如VHDL或Verilog），以便进行FPGA/CPLD设计。

对于初学者，建议具备一定的编程基础，如C/C 或Python等，以便更好地理解和应用ispLEVER 中的相关概念和工具。

预备知识与技能要求本教程采用理论与实践相结合的方法，通过详细的步骤讲解和实例演示，帮助读者逐步掌握ispLEVER的使用方法。

对于遇到的问题和困难，可以通过查阅ispLEVER的官方文档或在线论坛寻求帮助和解决方案。

学习方法与建议在学习过程中，建议读者结合实例进行操作练习，加深对相关概念和工具的理解和掌握。

此外，鼓励读者在学习过程中积极思考和探索，尝试将所学知识应用于实际项目中，以提高学习效果和实践能力。

在电子设计竞赛中，单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP都可以使用，但对于每个参赛队，如果要求单片机、FPGA、嵌入式处理器、DSP全部都掌握，而且能够在竞赛中熟练的使用是存在一定困难的。

分析历届获奖作品，大多数的作品采用“单片机+FPGA”都可以完成。

嵌入式处理器（俗称的ARM）多是作为一款性能更好的单片机使用，没有使用操作系统。

DSP在获奖作品中也有使用。

1. 单片机的最小系统选型单片机是大学生电子设计竞赛中应用最多的微控制器，从往届获奖作品中来看，有各种不同型号的单片机在作品中被使用，如：AT89C52、AT89S51、AT89S52、MSP430F1611、MSP430F2274、Atmega128、PIC16F628A、ADuC841、C8051F022、W78E51B等等。

根据竞赛要求，单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统是可以采用成品板的，通常在赛题要求中会对其提出一些限制性的要求，如“最小系统”主要包含单片机、ADC、DAC、存储器等。

随着新技术新器件的出现，2009年全国大学生电子设计竞赛全国专家组讨论认为竞赛涉及的“最小系统”内涵应随着技术发展而变化，对于这个问题要本着与时俱进的原则，可以通过竞赛命题具体的约束条件予以调控。

责任专家们建议不宜统一给出明确的“最小系统”定义，这样可能会限制学生、束缚命题，但也必须以合适的方式及早向社会表明专家组的基本态度，如竞赛命题对今年的竞赛作品将增加“性价比”与“系统功耗”指标要求，以此方式间接调控参赛学校对准备“万能化”竞赛装置的攀比追逐。

在命题要求中引入“性价比”指标要求，这项建议对于调控“最小系统”使用具有积极作用。

本着节能原则，专家提出设计作品应有“系统功耗”的指标要求。

“系统功耗”是“性价比”的某一量化评测指标，增加这两项指标要求，得到了专家们的普遍首肯。

（/news.asp）根据增加的“性价比”与“系统功耗”这两个指标的要求，设计时应根据赛题需要选择合适的单片机（包括FPGA、ARM、DSP）最小系统，采用不同的最小系统满足设计要求。

CPLD在线加载技术浅谈在讨论CPLD在线加载技术之前，先来说下CPLD和FPGA两种逻辑器件的差异。

CPLD是complex programmable logic device的缩写，中文意思是：“复杂可编程逻辑设备”；FPGA是Field Programmable Gate Array，中文意思是：“现场可编程门阵列”。

虽然它们都是可编程的ASIC，有很多共同点，但是由于在结构上的本质差异，具有各自的特点，在用途上也有很大的差异。

1).CPLD主要是基于EEPROM或FLASH存储器的编程方式，编程次数可达1万次以上，该编程方式的优点是系统断电后编程信息不会丢失，所以，CPLD启动速度非常快，基本上上电就可以工作。

而FPGA大部分是基于SRAM编程的，编程信息在系统掉电时会丢失，每次上电时，都需要从器件外部的FLASH或EEPROM中存储的编程数据重现写入内部的SRAM中。

其有点是可以任意次编程，缺点是启动速度慢，需要CPU先启动，然后在CPU的控制下给FPGA加载编程信息。

2).CPLD内部乘法器资源丰富，比较适合完成各种算法和组合逻辑，通常用来扩展CPU的I/O接口。

而FPGA内部触发器资源丰富，更适合用于时序逻辑设计，通常用来模拟各种高速总线接口转换。

3).CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程，而FPGA是要通过改变内部连线的布线来编程；FPGA可在逻辑门下编程，而CPLD是在逻辑块下编程。

CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀可预测的，而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟是不可预测的。

4).FPGA的集成度比CPLD高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现功能；CPLD 的功耗比FPGA大，而且集成度越高越明显；CPLD的保密性好，FPGA的保密性差。

随着FPGA技术的发展，未来的单板只要CPU+FPGA，另加一些外围器件就可以搞定了(FPGA可以模拟大部分专用IC器件)，真正实现硬件的软件化。

p l d习题集(含参考答案)数字系统设计------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx第1章习题1.１名词解释PRＯM ＣPＬD FPＧＡ ASIＣＪTAG边界扫描 FPＧA／ＣＰLD编程与配置逻辑综合PAL EDA GAL IP-CＯRE ＩＳP ASIC ＲTL FＰＧA SOＰC CＰLDIP—CORE SOC和SOPＣＥDA／CAD１.2 现代EDA技术的特点有哪些？采用HＤL描述、自顶向下、开放标准、具有完备设计库1.3 什么是Toｐ—ｄｏwｎ设计方式？（P４)1．4 数字系统的实现方式有哪些?各有什么优缺点?74LＳ系列/４00０系列常规逻辑门设计:设计难度大、调试复杂采用CPLD/FＰＧＡ等可编程器件来设计：用HＤL描述、设计难度小、调试仿真方便，开发费用低,但单位成本较高，适合小批量应用专用集成电路设计:设计掩模成本高，适合大批量应用1.5什么是ＩP复用技术？IＰ核对EDA技术的应用和发展有什么意义?（Ｐ5）ＩP可重复使用的一种功能设计，可节省设计时间、缩短开发周期,避免重复劳动为大规模SＯC设计提供开发基础、和开发平台。

１。

6 用硬件描述语言设计数字电路有什么优势?优势：可进行行为级、RTL级、门级多层面对电路进行描述、可功能仿真时序分析，与工艺无关.1．8 基于FＰGA/ＣPＬＤ的数字系统设计流程包括哪些步骤？（P8 图1。

7)1。

9 什么是综合？常用的综合工具有哪些?ＨDL RTL门级网表的描述转换过程AＬTEＲA:MAX—PLUSＩＩ，Ｑuaｒｔus, Xilinx：ISE ，Latｔiｃe： isｐLＥＲVER１．1０功能仿真与时序仿真有什么区别？功能仿真不考虑器件延时，而时序分析必须考虑在不同器件中的物理信号的延时1。

11 数字逻辑设计描述分哪几个层级,各有什么特点.1。

[原创] Lattice的ISPlever使用教程ispLEVER使用教程目录第一节 ispLEVER 简介第二节 ispLEVER开发工具的原理图输入第三节设计的编译与仿真第四节硬件描述语言和原理图混合输入第五节 ispLEVER工具中VHDL和Verilog语言的设计方法第六节 ispVM System－在系统编程的软件平台第七节约束条件编辑器（Constraint Editor）的使用方法附录一 ispLEVER System上机实习题附录二 ispLEVER软件中文件名后缀及其含义第一节 ispLEVER 简介ispLEVER 是Lattice 公司最新推出的一套EDA软件。

设计输入可采用原理图、硬件描述语言、混合输入三种方式。

能对所设计的数字电子系统进行功能仿真和时序仿真。

编译器是此软件的核心，能进行逻辑优化，将逻辑映射到器件中去，自动完成布局与布线并生成编程所需要的熔丝图文件。

软件中的Constraints Editor工具允许经由一个图形用户接口选择I/O设置和引脚分配。

软件包含Synolicity公司的“Synplify”综合工具和Lattice的ispVM器件编程工具。

ispLEVER软件提供给开发者一个简单而有力的工具，用于设计所有Lattice可编程逻辑产品。

软件支持所有Lattice公司的ispLSI 、MACH、ispGDX、ispGAL、GAL器件。

ispLEVER 工具套件还支持Lattice新的ispXPGATM和ispXPLDTM产品系列，并集成了Lattice ORCA Foundry设计工具的特点和功能。

这使得ispLEVER的用户能够设计新的ispXPGA和ispXPLD产品系列，ORCA FPGA/FPSC系列和所有Lattice的业界领先的CPLD产品而不必学习新的设计工具。

软件主要特征：1. 输入方式* 原理图输入* ABEL-HDL输入* VHDL输入* Verilog-HDL输入* 原理图和硬件描述语言混合输入2. 逻辑模拟* 功能模拟* 时序模拟3. 编译器* 结构综合、映射、自动布局和布线4. 支持的器件* 含有支持ispLSI器件的宏库及MACH器件的宏库、TTL库* 支持所有ispLSI、MACH、ispGDX、ispGAL、GAL、ORCA FPGA/FPSC、ispXPGA和ispXPLD器件5. Constraints Editor工具* I/O参数设置和引脚分配6. ispVM工具* 对ISP器件进行编程软件支持的计算机平台：PC: Windows 98/NT/2000/XP第二节 ispLEVER开发工具的原理图输入I. 启动ispLEVER(按Start=>Programs=>LatticeSemiconductor=>ispLEVER Project Navigator)II. 创建一个新的设计项目A. 选择菜单File。