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EDA技术DA技术与VHDL_第六章

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EDA技术实用教程-VHDL版课后答案

EDA技术实用教程-VHDL版课后答案

第一章1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系? P3~4答：利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现；FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。

FPGA和CPLD通常也被称为可编程专用IC，或可编程ASIC。

FPGA和CPLD的应用是EDA技术有机融合软硬件电子设计技术、SoC（片上系统）和ASIC设计，以及对自动设计与自动实现最典型的诠释。

1-2与软件描述语言相比，VHDL有什么特点? P6答：编译器将软件程序翻译成基于某种特定CPU的机器代码，这种代码仅限于这种CPU而不能移植，并且机器代码不代表硬件结构，更不能改变CPU的硬件结构，只能被动地为其特定的硬件电路结构所利用。

综合器将VHDL 程序转化的目标是底层的电路结构网表文件，这种满足VHDL设计程序功能描述的电路结构，不依赖于任何特定硬件环境；具有相对独立性。

综合器在将VHDL(硬件描述语言)表达的电路功能转化成具体的电路结构网表过程中，具有明显的能动性和创造性，它不是机械的一一对应式的“翻译”，而是根据设计库、工艺库以及预先设置的各类约束条件，选择最优的方式完成电路结构的设计。

l-3什么是综合?有哪些类型?综合在电子设计自动化中的地位是什么? P5什么是综合? 答：在电子设计领域中综合的概念可以表示为：将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。

有哪些类型? 答：(1)从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合。

(2)从算法表示转换到寄存器传输级(RegisterTransport Level，RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合。

(3)从RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合。

(4)从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计)，或转换到FPGA的配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。

综合在电子设计自动化中的地位是什么? 答：是核心地位（见图1-3）。

2、EDA(概述)

2、EDA(概述)
EDA技术与 EDA技术与VHDL 技术与VHDL
陈 杨
EDA技术与 EDA技术与VHDL 技术
概
述
本章主要内容
一、EDA技术及其发展 EDA技术及其发展 二、EDA技术实现目标 EDA技术实现目标 三、硬件描述语言VHDL 硬件描述语言VHDL 四、VHDL综合 VHDL综合 五、基于VHDL的自顶向下设计方法 基于VHDL的自顶向下设计方法 VHDL 六、EDA与传统电子设计方法的比较 EDA与传统电子设计方法的比较 七、EDA的发展趋势 EDA的发展趋势
设计过程中的每一步都可称为一个综合环节。 设计过程中的每一步都可称为一个综合环节。
从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合； VHDL语言算法表示 (1) 从自然语言转换到VHDL语言算法表示，即自然语言综合； 从算法表示转换到寄存器传输级(Register Level， (2) 从算法表示转换到寄存器传输级 (Register Transport Level ， RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合； RTL)，即从行为域到结构域的综合，即行为综合； RTL级表示转换到逻辑门 包括触发器)的表示，即逻辑综合； 级表示转换到逻辑门( (3) RTL级表示转换到逻辑门(包括触发器)的表示，即逻辑综合； 从逻辑门表示转换到版图表示(ASIC设计) 或转换到FPGA (ASIC设计 FPGA的 (4) 从逻辑门表示转换到版图表示 (ASIC 设计 ) ， 或转换到 FPGA 的 配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。 配置网表文件，可称为版图综合或结构综合。有了版图信息就可以 把芯片生产出来了。有了对应的配置文件，就可以使对应的FPGA FPGA变 把芯片生产出来了。有了对应的配置文件，就可以使对应的FPGA变 成具有专门功能的电路器件。 成具有专门功能的电路器件。

EDA技术(山东联盟)智慧树知到答案章节测试2023年泰山学院

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绪论单元测试1.电子设计自动化的英文缩写是EDA。

A:错B:对答案:B2.EDA课程学习要求的五个一是指A:一种技术——EDAB:一种语言——HDLC:一套软件——QuartusIID:一套实验系统E:一个设计目标——数字系统F:一种器件——FPGA/CPLD答案:ABCEF3.学好EDA技术课程的标志是最后可以利用EDA方法设计出一个复杂的数字电子系统。

A:对B:错答案:A4.小组合作学习的目的包括A:相互激励克服困难B:通过交流锻炼表达能力C:分工协作以完成复杂任务D:独立工作展现个人魅力E:互帮互学答案:ABCE5.混合式学习的内涵包括A:独立学习与合作学习的混合B:线上线下学习的混合C:老师讲授与学生自学的混合D:理论学习与实践学习的混合答案:ABCD第一章测试1.基于硬件描述语言的数字系统设计目前不太常用的设计方法是（）设计法。

A:自顶向下B:层次化C:自底向上D:顶层设计答案:C2.综合是EDA设计流程的关键步骤，综合就是把抽象设计层次中的一种表示转化成另一种表示的过程。

下面关于综合的描述错误的是A:综合就是将电路的高级语言转化成低级的，可与FPGA / CPLD的基本结构相映射的网表文件；B:为实现系统的速度、面积、性能的要求，需要对综合加以约束，称为综合约束；C:综合可理解为，将软件描述与给定的硬件结构用电路网表文件表示的映射过程，并且这种映射关系是不唯一的。

D:综合是纯软件的转换过程，与器件硬件结构无关。

答案:D3.所列哪个流程是基于EDA软件的正确的FPGA / CPLD设计流程A:原理图/HDL文本输入→功能仿真→适配→编程下载→综合→硬件测试B:原理图/HDL文本输入→适配→综合→功能仿真→编程下载→硬件测试C:原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→适配→编程下载→硬件测试D:原理图/HDL文本输入→功能仿真→综合→编程下载→→适配硬件测试答案:C4.IP核在EDA技术和开发中具有十分重要的地位，以版图文件方式提供的IP被称为（）。

EDA技术与VHDL程序设计基础教程

EDA技术与VHDL程序设计基础教程

二、EDA技术的发展历程和未来展望
现代EDA技术是20世纪90年代初从计算机辅助设计、辅助制造和辅 助测试等工程概念发展而来的。它的成熟主要经历了三个阶段，即：
计算机辅助设计（CAD，Computer Aided Design） 计算机辅助工程设计（CAED，Computer Aided Engineering Design） 电子设计自动化（EDA，Electronic System DesignAutomation）。
11 111 111 11111111 11
&
≥1
&
≥1
&
≥1
&
≥1
1
三、 CPLD的基本结构和工作原理
1.输出逻辑宏单元 2.控制电路
3.全局布线区
属于ispLSI中的一种专用内部 互联结构。起作用是将GLB的 输出信号或I/O单元的输入信 号与GLB的输入端连接
EDA技术主要有四个方面： 1、可编程逻辑器件，即应用EDA技术完成电子系统设计的载体； 2、硬件描述语言（VHDL 或者 Verilog）。它用来描述系统的结构和功
能，是EDA的主要表达手段； 3、配套的软件工具。它用来完成电子系统的智能化设计； 4、实验开发系统。在整个EDA设计电子系统的过程中，实验开发系统是 实现可编程器件下载和验证的工具，
第2章
重点内容：
CPLD结构和工作原理 FPGA结构和工作原理 FPGA配置方式 CPLD/FPGA应用选型
一、可编程逻辑器件概述
可编程逻辑器件 PROM、PLA和PAL的原理和特性
PROM
基于二极管和三极管 的一次可编程PROM单 字线
元
二极管
上拉电阻

EDA技术与VHDL程序开发基础教程课后答案(完整版)

EDA技术与VHDL程序开发基础教程课后答案(完整版)

1.8.1填空1.EDA的英文全称是Electronic Design Automation2.EDA技术经历了计算机辅助设计CAD阶段、计算机辅助工程设计CAE阶段、现代电子系统设计自动化EDA阶段三个发展阶段3. EDA技术的应用可概括为PCB设计、ASIC设计、CPLD/FPGA设计三个方向4.目前比较流行的主流厂家的EDA软件有Quartus II、ISE、ModelSim、ispLEVER5.常用的设计输入方式有原理图输入、文本输入、状态机输入6.常用的硬件描述语言有VHDL、Verilog7.逻辑综合后生成的网表文件为EDIF8.布局布线主要完成将综合器生成的网表文件转换成所需的下载文件9.时序仿真较功能仿真多考虑了器件的物理模型参数10.常用的第三方EDA工具软件有Synplify/Synplify Pro、Leonardo Spectrum1.8.2选择1.EDA技术发展历程的正确描述为（A）A CAD->CAE->EDAB EDA->CAD->CAEC EDA->CAE->CADD CAE->CAD->EDA2.Altera的第四代EDA集成开发环境为（C）A ModelsimB MUX+Plus IIC Quartus IID ISE3.下列EDA工具中，支持状态图输入方式的是（B）A Quartus IIB ISEC ispDesignEXPERTD Syplify Pro4.下列几种仿真中考虑了物理模型参数的仿真是（A）A 时序仿真B 功能仿真C 行为仿真D 逻辑仿真5.下列描述EDA工程设计流程正确的是（C）A输入->综合->布线->下载->仿真B布线->仿真->下载->输入->综合C输入->综合->布线->仿真->下载D输入->仿真->综合->布线->下载6.下列编程语言中不属于硬件描述语言的是（D）A VHDLB VerilogC ABELD PHP1.8.3问答1.结合本章学习的知识，简述什么是EDA技术？谈谈自己对EDA技术的认识？答：EDA（Electronic Design Automation）工程是现代电子信息工程领域中一门发展迅速的新技术。

EDA技术与VHDL_汇总

EDA技术与VHDL_汇总

EDA技术与VHDL_汇总EDA（电子设计自动化）技术与VHDL（可编程硬件描述语言）是在电子设计领域中广泛应用的两种技术。

EDA技术是指利用计算机辅助设计软件来帮助工程师进行电子电路的设计和验证，提高设计效率和降低成本。

而VHDL是一种硬件描述语言，用于描述电子系统的行为和结构，是EDA技术的重要工具之一、本文将针对EDA技术和VHDL进行综述。

EDA技术是电子设计流程中的重要环节，包括电路设计、电路模拟、布局与布线、物理验证等多个方面。

其中，电路设计主要关注电路行为和结构的设计，通过EDA软件可以对电路进行逻辑综合、时序优化等操作，从而生成最终的电路结构。

电路模拟是对设计电路进行仿真和验证的过程，通过EDA软件可以模拟电路的工作状态，检查设计是否符合预期要求。

布局与布线是将逻辑电路转化为物理电路的过程，在电路板上布置元件并进行连线，以满足电路的功能和性能要求。

物理验证则是根据设计规则和约束对布局和布线结果进行验证，确保电路能够正常工作。

VHDL是一种硬件描述语言，用于描述电子系统的行为和结构。

VHDL提供了抽象层次，可以描述从逻辑门到整个系统的各个层次。

使用VHDL，设计者可以对系统进行模块化描述，将整个系统分解为多个模块并进行独立设计。

VHDL还提供了丰富的工具和语法，用于描述电路的结构、时序、数据流等信息。

通过VHDL描述的电路可以通过EDA软件进行综合、仿真、布局与布线等操作。

VHDL还具有良好的可移植性，设计者可以在不同EDA软件和不同平台上进行开发和验证。

EDA技术与VHDL的结合可以提高电子设计的效率和质量。

通过EDA软件，设计者可以利用图形界面进行电路设计，快速搭建和验证电路结构。

在设计过程中，VHDL可以使设计者在高层次上描述电路功能和结构，提高设计抽象和可重用性。

此外，通过EDA软件可以进行电路的仿真和验证，帮助设计者对电路进行性能、时序等方面的优化，减少设计错误的风险。

在布局与布线阶段，EDA软件可以自动完成复杂的布局与布线操作，优化电路的尺寸和信号传输路径，提高电路的可靠性和性能。

EDA技术智慧树知到答案章节测试2023年湖南工业大学

绪论单元测试1.学习EDA技术这门课程的具体要求是（）A:较好地掌握应用EDA技术进行系统设计开发的方法，具备应用EDA技术进行综合性数字系统设计的初步能力，经过后续的综合应用实践，能够从事FPGA的设计与开发、SOPC的设计与开发以及ASIC的前端设计等工作。

B:掌握EDA技术的基本概念、基础知识；了解FPGA/CPLD的结构、工作原理、性能指标及应用选择；熟练掌握硬件描述语言VHDL的编程；熟练掌握EDA技术的开发软件及EDA实验开发系统的使用。

C:初步掌握基于FPGA的VLSI系统设计与实现的方法和技术，具备分析、解决实际问题的能力，具有较强的专业实践能力和创新能力。

答案:ABC2.学习EDA技术这门课程，我们希望达到的学习目标是（）A:基本掌握SOC的设计与开发方法B:掌握一种硬件描述语言VHDLC:基本掌握ASIC的后端设计与开发D:基本掌握SOPC的设计与开发方法E:熟悉FPGA的设计与开发F:基本掌握ASIC的前端设计与开发答案:BDEF3.EDA技术课程的学习要点是（）A:运用四种手段（案例分析、应用设计、线上学习、上机实践)B:掌握两个工具(FPGA/CPLD开发软件、EDA实验开发系统的使用)C:抓住一个重点(硬件描述语言编程)D:以课题为中心，以研究式教学为主要形式E:采用五个结合(边学边用相结合、边用边学相结合、理论与实践相结合、线上与线下相结合、课内与课外相结合)答案:ABCDE第一章测试1.EDA的中文含义是（）A:计算机辅助设计B:电子设计自动化C:计算机辅助工程设计答案:B2.狭义的EDA技术，就是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术，或称为IES/ASIC自动设计技术。

EDA第一讲


3.EDA阶段(20世纪90年代以来)
第一章
90 年代以来 , 微电子技术以惊人的速度发展 , 其工艺水平达到超深 亚微米级,在一个芯片上可集成数百万乃上千万只晶体管 ,工作速度达 GHz, 为制造出规模更大、速度更快和信息容量更大的芯片系统提供 了条件。但同时也对 EDA 技术提出了更高的要求，并促进了 EDA 技 术的发展。此阶段主要出现了高级语言描述、系统仿真和综合技术为 特征的第三代EDA技术，不仅极大地提高了系统的设计效率，而且使 设计人员摆脱了大量的辅助性及基础性工作，将精力集中于创造性的 方案与概念的构思上。
1.可编程逻辑器件FPGA与CPLD
第一章
2. 硬件描述语言VHDL
3. EDA软件开发工具
4. EDA实验开发系统
1. 可编程逻辑器件FPGA与CPLD
利用EDA技术进行电子系统设计,最后实现的目标是以下3种： a) 全定制或半定制ASIC b) FPGA、CPLD（或称可编程ASIC）开发应用 c) PCB（印刷电路板）
4、FPGA/CPLD生产商
FPGA： FLEX系列：10K、10A、10KE， EPF10K30E APEX系列：20K、20KE EP20K200E ACEX系列：1K系列 EP1K30、EP1K100 CPLD： MAX7000/S/A/B系列：EPM7128S MAX9000/A系列 FPGA： XC3000系列， XC4000系列， XC5000系列 Virtex 系列 SPARTAN系列：XCS10、XCS20、XCS30 CPLD： XC9500系列：XC95108、XC95256
一、 EDA技术发展进程
EDA是在计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、 计算机辅助测试CAT、计算机辅助工程CAE的概念发展而来的。

EDA技术及应用-VHDL版(第三版)(潭会生)第7章详解


第7章 EDA技术实验
CLK CLR ENA
CNT10
CLK
U0
CLR
ENA
CQ[3..0] CO
DOUT[3..0] S0
CNT10
CLK
U1
CLR
ENA
CQ[3..0] CO
DOUT[7..4] S1
CNT10
CLK CLR ENA
U2 CQ[3..0] CO
DOUT[11..8] S2
CNT10 U3
第7章 EDA技术实验
ห้องสมุดไป่ตู้验证清零功能
验证使能有效
验证计数功能
预计可能结果
图7.2 CNT10仿真输入设置及可能结果估计图
第7章 EDA技术实验
4) 管脚锁定文件 根据图7.1所示的CNT9999电路原理图，本设计实体的 输入有时钟信号CLK、清零信号CLR和计数使能信号ENA， 输出为DOUT[15..0]，据此可选择实验电路结构图NO.0，对 应实验模式0。 根据图7.5所示的实验电路结构图NO.0和图7.1确定引脚 的锁定。选用EPM7128S-PL84芯片，其引脚锁定过程如表 7.1所示，其中CLK接CLOCK2，CLR接键3，ENA接键4， 计数结果DOUT[3..0]、DOUT[7..4]、DOUT[11..8]、 DOUT[15..12]经外部译码器译码后，分别在数码管1、数码 管2、数码管3、数码管4上显示。
第7章 EDA技术实验
3．实验要求 (1) 画出系统的原理框图，说明系统中各主要组成部分 的功能。 (2) 编写各个VHDL源程序。 (3) 根据系统的功能，选好测试用例，画出测试输入信 号波形或编好测试程序。 (4) 根据选用的EDA实验开发装置编好用于硬件验证的 管脚锁定表格或文件。 (5) 记录系统仿真、逻辑综合及硬件验证结果。 (6) 记录实验过程中出现的问题及解决办法。

集成电路设计vhdl教程第6课

集成电路设计VHDL 教程第6课
目录
• VHDL简介 • VHDL语法基础 • VHDL设计流程 • VHDL实例设计 • VHDL高级特性 • VHDL工具与实现
01
VHDL简介
VHDL的起源和背景
VHDL起源于20世纪80年代，是电子设计自动化(EDA)领域中的一种硬件描述语言。
随着集成电路规模的扩大和设计复杂性的增加，传统的电路图描述方法无法满足设 计需求，因此需要一种高级描述语言来描述电路结构和行为。
条件语句
根据条件选择执行不同的语句，如ifelse语句。
循环语句
重复执行某段代码，如for循环、 while循环等。
03
VHDL设计流程
自顶向下的设计方法
定义系统功能
划分模块
从整体上描述系统的功能，确定输入和输 出信号。
将系统划分为若干个模块，每个模块实现 特定的功能。
编写模块描述
仿真与测试
为每个模块编写VHDL代码，描述模块的结 构和行为。
开源的Verilog仿真器，也支 持VHDL仿真，适用于学习 和研究。
VCS
Cadence公司的仿真工具， 支持多种硬件描述语言，包 括VHDL。
NC-Sim
Synopsys公司的仿真工具， 同样支持多种硬件描述语言 。
综合工具
XST
Xilinx公司的VHDL综合工具，用于将VHDL 代码转化为门级网表。
05
VHDL高级特性
层次化设计
01 02
层次化设计
在VHDL中，层次化设计允许将设计划分为多个模块，每个模块可以独 立进行描述和仿真。这种设计方法有助于提高代码的可读性和可维护性， 降低设计的复杂性。
模块实例化
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MTP器件是属于可多次重复使用的器件，允许用户对 其进行多次编程、修改或设计，特别适合于系统样机的研制 和初级设计者的使用。
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6
根据各种可编程元件的结构及编程方式，可编程逻辑器件 通常又可以分为四类：
① 采用一次性编程的熔丝（Fuse）或反熔丝（Antifuse）元 件的可编程器件，如PROM、PAL和EPLD等。
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2、FPGA内部结构由那几个类型的模块组成，每种模块的功能是什么？ 答： （1）可编程逻辑块（CLB）：是FPGA的主要组成部分，它主要由 逻辑函数发生器、触发器、数据选择器和变换电路组成。
（2）输入输出模块（IOB）：提供器件引脚和内部逻辑阵列之间的连接。
（3）可编程互联资源（IR）：可以将FPGA内服的CLB和CLB之间、 CLB和IOB之间连接起来，构成各种复杂的系统。
使用PC机的并口通过ByteBlaster下载电缆对多个FPGA器件进行配 置的电路连接如图7.24所示。
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CONF_DONE
MSEL1 nSTATUS
MSEL2
DCLK
nCE
nCEO
DATA0 nCONFIG
CONF_DONE
MSEL1 nSTATUS
MSEL2
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6.2.4 边界扫描技术
边界扫描测试BST（Boundary-Scan Testing）是针对器件密度及 I/O口数增加，信号注入和测取难度越来越大而提出的一种新的测试技术。 它是由联合测试活动组织JTAG提出来的，而后IEEE对此制定了测试标 准，称为IEEE 1149.1 标准。边界扫描测试技术主要解决芯片的测试问 题。
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3、边界扫描技术解决什么问题（主要作用是什么）？JTAG接口有哪几根信号线， 每根信号线的作用是什么？
答：（1）边界扫描技术主要解决芯片的测试问题。 （2） JTAG接口的信号线主要有TCK、TDI、TDO、TMS和TRST。
它们的作用分别为：
TCK：测试时钟信号 TDI：测试数据输入 TDO：测试数据输出 TMS：测试模式选择
阵列型PLD的基本结构由与阵列和或阵列组成。简单PLD （如PROM、PLA、PAL和GAL等）、EPLD和CPLD都属于阵列型 PLD。
现场可编程门阵列型FPGA具有门阵列的结构形式，它有 许多可编程单元（或称逻辑功能块）排成阵列组成，称为单 元型PLD。
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FPGA的基本结构
DCLK
nCE
nCEO
DATA0 nCONFIG
1k
1k 1k
VCC
1k
1
2
3
4
5
9
10
1k
多FPGA芯片配置连线图
24
1、可编程逻辑器件是怎样分类的？
答：（1）按集成密度分类
可编程逻辑器件从集成密度上可分为低密度可编程逻辑器 件LDPLD和高密度可编程逻辑器件HDPLD两类。门数高于700 门为HDPLD，低于700门为LDPLD。
（2）按编程方式分类
可编程逻辑器件的编程方式分为两类：一次性编程OTP （One Time Programmable）器件和可多次编程MTP（Many Time Programmable）器件。
（3）按结构特点分类
PLD按结构特点分为阵列型PLD和现场可编程门阵列型 FPGA两大类。
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VCC
Altera的MAX7000系列器件或其他JTAG器件 1k
1k
1
2
TDO TDI TDO TDI TDO TDI
3
4
5
TCK TMS
TCK TMS
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1k
多CPLD编程下载连线图
GND
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6.3.2 使用PC机的并口配置FPGA
基于SRAM LUT结构的FPGA不属于ISP器件，它是以在线可重配 置方式ICR（In Circuit Reconfigurability）改变芯片内部的结构来进 行硬件验证。利用FPGA进行电路设计时，可以通过下载电缆与PC机 的并口连接，将设计文件编程下载到FPGA中。
A A A
“自顶向下”设计法示意图
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6.2.3 在系统可编程技术
在系统可编程（In-System Programmable，简称ISP）技 术是20世纪80年代末Lattice公司首先提出的一种先进的编程 技术。
在系统可编程是指对器件、电路板或整个电子系统的逻 辑功能可随时进行修改或重构的能力。支持ISP技术的可编 程逻辑器件称为在系统可编程器件（ISP-PLD），例如 Lattice公司生产的ispLSI1000~ ispLSI8000系列器件属于ISPPLD。
LDPLD 通常是指早期发展起来的、集成密度小于700门/ 片左右的PLD如ROM、PLA、PAL和GAL等。
HDPLD包括可擦除可编程逻辑器件EPLD（Erasable Programmable Logic Device）、复杂可编程逻辑器件 CPLD（Complex PLD）和FPGA三种，其集成密度大于700 门/片。如Altera公司的EPM9560，其密度为12000门/片， Lattice公司的pLSI/ispLSI3320为14000门/片等。目前集成度 最高的HDPLD可达25万门/片以上。
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② 采 用 紫 外 线 擦 除 、 电 可 编 程 元 件 ， 即 采 用 EPROM 、 UVCMOS工艺结构的可多次编程器件。
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③ 采用电擦除、电可编程元件。其中一种是E2PROM，另一 种是采用快闪存储器单元（Flash Memory）结构的可多次编 程器件。
第6章 可编程逻辑器件
本章概要：本章介绍FPLA、PLA、GAL、EPLD和FPGA等各 种类型可编程逻辑器件的电路结构、工作原理和使用方法，并 介绍可编程逻辑器件的编程方法。
•知识要点：（1）可编程逻辑器件的分类。 （2）可编程逻辑器件的结构及特性。 （3）可编程逻辑器件的编程方法。
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模 模模 块 块块 1 23
模 模模 块 块块 1 23
模模模 块块块 123
C C C B B B
A A A
“自顶向下”设计法示意图
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例子：数字钟
数字钟系统
时计数器
分计数器
秒计数器
模 模模 块 块块 1 23
模 模模 块 块块 1 23
模模模 块块块 123
C C C B B B
VCC
1k
1k
Altera
MAX70
00 系列器
件
TCK TDO TMS TDI
1
2
3
4
5
9
10
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1k CPLD编程下载连线图
GND
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由于ISP器件具有串行编程方式，即菊花链结构，其特点是各片 共用一套ISP编程接口，每片的SDI输入端与前一片的SDO输出端相 连，最前面一片的SDI端和最后一片的SDO端与ISP编程口相连，构 成一个类似移位寄存器的链形结构。因此采用JTAG模式可以对多个 CPLD器件进行ISP在系统编程，多CPLD芯片ISP编程下载的连线如 图所示。
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JTAG（Joint Test Action Group（联合测试行为组织） ） 接口本来是用作边界扫描测试（BST）的，把它用作编程接 口则可以省去专用的编程接口，减少系统的引出线。
采用JTAG模式对CPLD编程下载的连线如图所示。这种 连线方式既可以对CPLD进行测试，也可以进行编程下载。
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6.3.1 CPLD的ISP方式编程
ISP方式是当系统上电并正常工作时，计算机就可以通过CPLD器件拥 有的ISP接口直接对其进行编程，器件被编程后立即进入正常工作状态。
CPLD的编程和FPGA的配置可以使用专用的编程设备，也可以使用下 载电缆。例如用Altera公司的ByteBlaster（MV）并行下载电缆，将PC机 的并行打印口与需要编程或配置的器件连接起来，在MAX+plusII工具软件 的控制下，就可以对Altera公司的多种CPLD和FPGA进行编程或配置。
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6.1.1 可编程逻辑器件的分类
1． 按集成密度分类
可编程逻辑器件(PLD)
低密度可编程逻辑 器件(LDPLD)
高密度可编程逻辑 器件(HDPLD)
PROM PLA
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PAL GAL
EPLD
CPLD
可编程逻辑器件的密度分类
FPGA
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1． 按集成密度分类
可编程逻辑器件从集成密度上可分为低密度可编程逻辑 器件LDPLD和高密度可编程逻辑器件HDPLD两类。
1
1、可编程逻辑器件是怎样分类的？
2、FPGA内部结构由那几个类型的模块组成，每种模块的功能 是什么？
3、边界扫描技术解决什么问题（主要作用是什么）？JTAG接 口有哪几根信号线，每根信号线的作用是什么
2019/12/6
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6.1 可编程逻辑器件的基本原理
PROM是始于1970年出现第一块可编程逻辑器件PLD （Programmable Logic Device），随后可编程逻辑器件又 陆 续 出 现 了 PLA 、 PAL 、 GAL 、 EPLD 及 现 阶 段 的 CPLD 和 FPGA等。
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6.2.4 边界扫描技术
边界扫描测试BST（Boundary-Scan Testing）是针对器件密 度及I/O口数增加，信号注入和测取难度越来越大而提出的一种新的 测试技术。它是由联合测试活动组织JTAG提出来的，而后IEEE对 此制定了测试标准，称为IEEE 1149.1 标准。边界扫描测试技术主 要解决芯片的测试问题。