主要术语摘要

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1、前言主要术语摘要：*EDA（电子设计自动化）：ElectronicDesignAutomation*PLD（可编程逻辑器件）：ProgrammableLogicalDevice*CPLD（复杂可编程逻辑器件）：ComplexProgrammableLogicalDevice*FPGA（现场可编程门阵列）：FieldProgrammableGatesArray*SOPC（可编程片上系统）：SystemOnProgrammableChip*ISP（在系统可编程）：InSystemProgrammable*A

2、SIC（专用集成电路）：ApplicationSpecificIntegratedCircuits*JTAG(边界扫描测试技术)：JoinTestActionGroup*VHDL(硬件描述语言)：VeryhighspeedICHardwareDescriptionLanguage随着电子设计自动化（EDA）技术的不断发展，其含义已经不止局限在当初的类似Protel电路版图的设计自动化概念上,而当今 的EDA技术更多的是指芯片内的电路设计自动化。也就是说，开发人员完全可以通过自己的电路设计来定制其芯片内部

3、的电路功能，使之成为设计者自己的专用集成电路（即ASIC）芯片，这就是当今的用户可编程逻辑器件（PLD）技术。可编程器件已有很久的发展历史了，其功能之卓越和成熟已经令当今的电子工程师们赞叹不已，除了它体积小、容量大、I/O口丰富、易编程和加密等优点外，更突出的特点是其芯片的在系统可编程技术。也就是说它不但具有可编程和可再编程的能力，而且只要把器件插在系统内或线路板上，就能对其进行编程或者再编程，这种技术被称为在系统可编程技术，简称ISP技术。ISP技术打破了产品开发时必须先编程后装配的惯例，而可以先装配

4、后编程，成为产品后还可以在系统反复编程。ISP技术使得系统内硬件的功能象软件一样被编程配置，可以说可编程器件真正做到了硬件的“软件化”自动设计，这就是当今的EDA电子设计自动化技术。可以不夸张地说由于可编程器件的出现，传统的（数字）电路设计方法和过程得到了一次革命和飞跃。可编程器件可分为数字可编程器件和模拟可编程器件两类。前者之技术发展已经相当成熟，在大量的电子产品中早已得到了实际应用；后者相对来说发展要晚一些，其现有的芯片功能也比较单一。数字可编程器件按其密度可分为低密度PLD和高密度PLD两种，低密

5、度PLD器件如早期的PAL、GAL等，它们的编程都需要专用的编程器，属半定制ASIC器件；高密度PLD又称复杂可编程逻辑器件，如市场上十分流行的CPLD、FPGA器件，它们属于全定制ASIC芯片，编程时仅需以JTAG方式与计算机并口相连即可。此书将主要以数字可编程逻辑器件（CPLD、FPGA）之设计与应用进行系统描述，有关模拟可编程器件的说明请参考本公司的其他书物。CPLD/FPGA同属于高密度用户可编程逻辑程器件，其芯片门数（容量）等级从几千门~几万门、几十万门以上不等，在很大程度上他们具有类似之处，

6、比如其电路设计方法都一样。相比而言，CPLD适合于做各种算法和组合逻辑电路设计，而FPGA更适合完成时序比较多的逻辑电路。由于FPGA芯片采用RAM结构，掉电以后其内部程序将丢失，在形成产品时一般都和其专用程序存储器配合使用。电路设计人员在使用CPLD/FPGA器件进行电路设计时不需过多的考虑它们的区别，因为其电路设计和仿真方法都完全一样，不同之处在于芯片编译适配时生成的下载文件不一样而已；另外，同一价钱的可编程器件，FPGA芯片的门数（容量）要比CPLD芯片的门数（容量）高出好几个数量级。可编程器件C

7、PLD/FPGA厂商比较众多，如Altera、Lattice、Xilinx、Actel公司等，本公司推出的这套实验系统兼容这几家厂商的CPLD和FPGA芯片。上述几家公司推出的芯均配有功能强大的开发软件，不仅支持多种电路设计方法，如电原理路图、硬件描述语言VHDL等，而且还支持电路仿真和时序分析等功能。有关可编程器件的具体使用在实验系统例程中将详细介绍给读者。CPLD/FPGA技术发展十分迅速，我们和广大读者一样，也在不断地学习。由于编者水平有限和时间仓促，本指导书中错误和遗漏之处在所难免，衷心希望读者

8、批评指正。目录第一部分实验开发系统概述及使用说明１第一章EDA实验系统１第二章EDA/SOPC实验系统７第二部分实验部分１０实验一EDA工具基本操作与应用１０实验二计数器设计２４实验三串入/并出移位寄存器实现２６实验四四人抢答器设计２８实验五序列检测器设计２９实验六正弦信号发生器设计３０实验七数字复接电路设计仿真３１实验八DDS信号源的设计实现３３实验九交通灯控制器设计３５实验十数字钟设计３６实验十一出租车计费器设计３７实验十二频率计的实现