复杂可编程逻辑阵列芯片(cpld)的应用开发

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1、《数字电路》课外综合训练指导书复杂可编程逻辑阵列芯片（CPLD）的应用开发10《数字电路》课外综合训练指导书复杂可编程逻辑阵列芯片（CPLD）的应用开发目录1．前言1.1数字电路与逻辑设计课程的核心问题1.2可编程逻辑阵列芯片发展概述1.3CPLD的应用开发体现了数字电路与逻辑设计课程的主线2．DP-MCU/Altera应用开发2.1硬件平台2.2软件平台3．VerilogHDL语言的学习4．CPLD应用设计4.1应用开发步骤4.2组合逻辑电路的CPLD实现4.3时序逻辑电路的CPLD实现5．课时安排与考核方式6．结束语7．参考资料8．附录10

2、《数字电路》课外综合训练指导书复杂可编程逻辑阵列芯片（CPLD）的应用开发1．前言《数字电路与逻辑设计》是计算机科学系各专业的一门重要专业基础课程，提供认识、分析、设计各种计算机及其应用系统必须具有的理论基础与硬件原理。而《数字电路与逻辑设计》除了要掌握大量的理论知识、分析设计步骤与原理之外，还是一门实践性很强的课程。实践性强体现在，一方面对课程所学知识而言，必须通过实验课程进行分析、验证，才能提升对电路的原理与特性的理解与掌握；另一方面，数字电路课程的知识内容，能够解决实际的工程中所遇到的分析、设计应用的问题，具有掌握好该课程内容就拥有能应用

3、与实际工作的特性。为此，我们在制定课程的教学计划时，根据各章节的需要安排了相当数量的实验内容。但这些内容都是基于现成的功能比较简单集成电路来进行的，但我们平时所遇到的计算机硬件或系统集成，牵涉到的都是数字系统的问题。所以如何将数字电路课程的各个章节的内容，贯穿起来，形成系统的概念并且加以实践，对同学们的知识提升和能力都是个巨大的促进作用，这就是开展本课程综合训练的目的和意义。而怎样才能将课程的前后内容贯穿起来，形成一个综合的系统呢，数字电路的最新发展成果，可编程逻辑阵列芯片为我们解决这个提供了答案。本指导书以复杂可编程逻辑阵列芯片（CPLD）E

4、PM7128S、利用VerilogHDL硬件开发语言及其仿真与JTAG工具、借助DP-MCU/CPLD开发平台，进行数字系统的综合分析与设计训练。1.1数字电路与逻辑设计课程的核心问题该课程的核心问题有许多，包括逻辑函数及其表示、分立元件门电路到集成门电路、传递延时与竞争冒险现象、三态门结构与总线思想、组合逻辑电路的分析与设计、触发记忆单元、时序逻辑电路的分析与设计、存储器与可编程逻辑阵列芯片技术、A/D与D/A电路等，其中，除了A/D与D/A电路外，其它的所有核心内容，都可以借助可编程逻辑阵列芯片技术把这条核心主线贯穿起来，从而将器件和系统统

5、一起来，这就是选择CPLD的应用开发做为综合训练的原因。1.2可编程逻辑阵列芯片发展概述数字化时代是数字集成电路广泛应用为前提的。数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、发展到超大规模集成电路(VLSIC，几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(ASIC)芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出

6、现了现场可编程逻辑器件(FPLD)，其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。 早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可按除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)三种。由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。10《数字电路》课外综合训练指导书复杂可编程逻辑阵列芯片（CPLD）的应用开发其后，出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即可编程逻辑器件(PLD)，它能够完成各种数字逻辑功能。典型的PLD由一个“与”门和一个“或”门阵列组成，而任意一个组合逻辑都可以

7、用“与一或”表达式来描述，所以，PLD能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能。 这一阶段的产品主要有PAL(可编程阵列逻辑)和GAL(通用阵列逻辑)。PAL由一个可编程的“与”平面和一个固定的“或”平面构成，或门的输．出可以通过触发器有选择地被置为寄存状态。PAL器件是现场可编程的，它的实现工艺有反熔丝技术、EPROM技术和EEPROM技术。还有一类结构更为灵活的逻辑器件是可编程逻辑阵列(PLA)，它也由一个“与”平面和一个“或”平面构成，但是这两个平面的连接关系是可编程的。PLA器件既有现场可编程的，也有掩膜可编程的。 在PAL的基础上，又发

8、展了一种通用阵列逻辑GAL(GenericArrayLogic)，如GAL16V8,GAL22V10等。它采用了EEPROM工艺，实现了电可按除、电可