基于vhdl的复杂可编程逻辑器件(cpld)应用技术

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1、基于VHDL的复杂可编程逻辑器件（CPLD）应用技术绪论CPLD/FPGA/ASIC诞生与发展概述一．常见英文缩写解释（按字母顺序排列）：ASIC:ApplicationSpecificIntegratedCircuit.专用ICCPLD:ComplexProgrammableLogicDevice.复杂可编程逻辑器件EDA:ElectronicDesignAutomation.电子设计自动化FPGA:FieldProgrammableGateArray.现场可编程门阵列GAL:GenericArrayLogic.通用阵列逻辑

2、HDL:HardwareDescriptionLanguage.硬件描述语言IP:IntelligentProperty.智能模块PAL:ProgrammableArrayLogic.可编程阵列逻辑RTL:RegisterTransferLevel.寄存器传输级（描述）SOC:SystemOnaChip.片上系统SLIC:SystemLevelIC.系统级ICVHDL:VeryhighspeedintegratedcircuitHardwareDescriptionLanguage.超高速集成电路硬件描述语言二．硬件描述语言的

3、诞生与发展：1.硬件描述语言的起源：人们为了把复杂的电子电路用文字文件方式描述并保存下来，方便他人了解电路内容，就诞生了最初的硬件描述语言。经过多种硬件描述语言诞生与淘汰的演变，当前国内外普遍使用的主流硬件描述语言只有两种：VHDL和VerilogHDL。还有ABEL和AHDL等。2.VHDL：以ADA语言为基础，由美国国防高级研究计划局(DARPA)开发。1985年完成第一版，1987年成为IEEE标准(IEEE1076)，1993年增修为IEEE1164标准并使用至今。1996年又加入电路合成标准程序和规格，成为IEEE1

4、076.3标准。美国国防部规定其为官方ASIC设计语言。1995年，中国国家技术监督局出版的《CAD通用技术规范》中，推荐VHDL为我国硬件描述语言的国家标准。3.VerilogHDL：以C语言为基础，由GDA(GatewayDesignAutomation)公司的PhilMoorby创建于1983年。1989年CADENCE公司收购了GDA公司，拥有了VerilogHDL的独家专利。于1990年正式发表了VerilogHDL，并成立OVI(OpenVerilogInternational)组织推进其发展。1995年CADEN

5、CE公司放弃了VerilogHDL专利，使之成为IEEE标准(IEEE1364)。4.关于VHDL与VerilogHDL的比较：不存在优劣之分。相同电路用这两种硬件描述语言分别编码，长度也大体相同。现在常用的各种仿真/综合工具均为二者通用。在日本，VHDL用户略多于VerilogHDL，例如：NEC，日立，福田电子，丸文等公司通常习惯使用VHDL；而松下，CASIO等公司习惯使用VerilogHDL。和习惯有关，一个公司通常习惯于使用其中一种。VHDL与其他HDL比较lVHDL—“告诉我你想要电路做什么，我给你提供能实现这个功

6、能的硬件电路”lVerilogHDL—和VHDL类似lABEL、AHDL—“告诉我你想要什么样的电路，我给你提供这样的电路”5.国内硬件描述语言书籍的常见问题：①往往片面夸大某一种硬件描述语言的长处。②书中的例子尽管都声称通过了仿真合成验证，但仍常见一些语法错误，合成时会出现“错误”或“警告”。请大家不要过分相信教科书上的语法。③脱离实际应用，仅仅介绍最基本的概念和语法规定，虽有较复杂的例子但却少有解释，难于理解。对实际应用中至关重要的编码技巧和避免出错的注意事项，却往往只字不提。因此，新手入门往往要走很长的弯路。6.硬件描述

7、语言的近期发展：目前及今后若干年内，VHDL和VerilogHDL仍将是硬件描述语言主角。因为它们已经经过无数应用实例的验证，能够满足各类复杂的逻辑功能要求，各种配套工具软件也非常成熟完善。至于SpecC,SystemC等新型硬件描述语言，将来成为主流还是被淘汰出局，则与语言本身以及各种配套工具软件是否功能更加强大，使用更加简便，更易于学习掌握，以及与人们已经习惯的语言及工具是否有相似性和延续性等因素有关。三．电子设计自动化(EDA)技术的发展：上世纪80年代，EDA还只能代替手工，画原理图和流程图，设计生产机器可以读懂的印刷

8、电路板图。到了90年代，出现了Altera公司的MaxplusⅡ等CPLD/FPGA工具软件，人们可以用MaxplusⅡ在PC机上设计由众多标准逻辑芯片（如74系列等）组成的电路原理图，然后再用它直接进行波形图仿真测试，观察验证电路在各种输入情况下的输出信号波形，及内部各点波