资源描述：
《在系统编程技术教学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第五章在系统编程技术梁华国计算机与信息学院计算机系统结构研究室http://www1.hfut.edu.cn/department/jisuanji/cn/workroom/socweb/index.php/第五章在系统编程技术ISP技术的特点ISP逻辑器件系列ispLSI器件的结构在系统编程原理和方法ABLE-HDL语言介绍ISP技术的特点常规的PLD在使用中是对每个器件单独编程然后在装配,而采用ISP技术是先装备,然后编程,成为产品后还可反复编程.ISP技术的出现,使得数字设计,生产和维护都发生了革命性的变化.1)ISP技术在数字设计阶段的贡献(1)设计
2、样机设计开始ABEL语言和原理图混合输入逻辑仿真下载ISP器件设计流程ABEL语言输入设计输入原理图输入逻辑适配ISP技术的特点（2）系统调试（3）电路板的重构和现场的升级换代2）ISP技术对数字系统生产阶段的贡献（1）简化了生产流程且无引脚损伤采用非ISP器件的采用ISP器件后的标准流程改进流程图5.1制造流程比较取库存器件（一个品种）取库存器件(一个品种)对每个器件编程对已编程的器件加贴标签电路板装配已编程器件入库（多个品种）电路板测试利用ISP技术进行诊断ISP器件正式编程电路板最后测试边界扫描测试电路板装配电路板测试ISP技术的特点(2)多功能硬件(
3、3)边界扫描测试3)在系统可编程的EECMOS工艺ISP逻辑器件系列目前,商品化的在系统可编程逻辑器件有ISPLSI,ISPGAL和ISPGDS(GenericDigitalSwitch).5.2.1ispLSI系列美国Lattice公司是世界上第一片GAL诞生地.特别是九十年代发明并率先推出的ISP技术,开拓了新一代的PLD.Lattice公司已将ISP技术应用到高密度可编程逻辑器件(HDPLD)中,形成ispLSI系列高密度在系统可编程逻辑器件.目前,ispLSI器件有六个系列:1000系列,2000系列,3000系列,5000V系列,6000系列和80
4、00系列.5.2.2ispGAL系列ispGAL系列器件率先把ISP技术引入到标准的低密度系列可编程逻辑器件中.ispGAL22V10器件就是把流行的GAL22V10与ISP技术结合起来,在功能和结构上与GAL22V10完全相同.每片ispGAL22V10可以保证一万次在系统编程.ISP逻辑器件系列5.2.3ispGDS(GenericDigitalSwitch)系列在系统可编程数字开关ispGDS系列意味着ISP技术已经从系统逻辑领域扩展到系统互联领域.这种ISP技术与开关矩阵相结合的产物能提供这样一种独特的功能,即在不拨动机械开关或不改变系统硬件的情况下
5、,快速的改变或重构印制电路板的连接关系.ispGDS系列器件使得系统硬件可以通过软件控制来进行重构而无需人工干预.ISP逻辑器件系列ispLSI器件的结构ispLSI系列器件是基于与或阵列结构的复杂PLD产品.芯片由若干个巨块组成,巨块之间通过全局布线区(GRP)连接起来.下面以ispLSI1032为例介绍ispLSI的结构原理.其芯片含有84个引脚，集成密度为6000个等效门。最高工作频率为90MHZ。ispLSI器件的结构5.3.1全局布线区(GRP)GRP位于芯片的中央,它以固定的方式将所有片内逻辑联系在一起.其特点是I/O之间的延迟是恒定的和可预知的
6、.5.3.2通用逻辑块(GLB)ispLSI1032的与阵列有18个输入端,16个来自GRP,2个专用输入端.每个GLB有20个与门,形成20个乘积项,再通过四个或门输出.四输出宏单元有四个触发器,触发器可组态为D,T,JK等形式.GLB有5种组合模式.ispLSI器件的结构ispLSI器件的结构图5.7所示是高速直通组态模式.四个或门跨过PTSA直接与四个触发器相连,避免了电路延时,可用来支持快速计数器设计12,17,18,19不加入相应的或门.12和19作为控制逻辑的输入信号.图5.8所示是异或逻辑组态模式.采用四个异或门,各异或门的一个输入分别为乘积项
7、0,4,8,13,另一个输入则从四个或门输出任意组合.此种组合适用于计数器,比较器和ALU的设计.ispLSI器件的结构ispLSI器件的结构图5.9是单乘积项结构,将乘积项0,4,10,13直接输出,与触发器连接,速度最快.图5.10是多模式结构.前面四种模式可以在同一个GLB中混合使用,图中所示是该结构一例.O3采用3乘积项驱动的异或模式,O2采用高速组态,O1采用单乘积项组态,O0采用11个乘积项驱动的标准模式.ispLSI器件的结构ispLSI器件的结构四输出逻辑宏单元中4个D触发器的时钟是连在一起的,图右下方的两个MUX中,左边一个用来选择时钟,右
8、边一个用来控制时钟极性.同样,四个触发器的复位断也是
