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《基于fpga_cpld芯片的数字频率计设计》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2卷第6期浙江树人大学学报Vol.2,No.62002年11月JOURNALOFZHEJIANGSHURENUNIVERSITYNov.2002基于FPGA/CPLD芯片的数字频率计设计12唐颖阮文海(1.浙江树人大学信息科技学院,浙江杭州310015;2.浙江树人大学轻工与环保学院,浙江杭州310015)摘要:详细论述了利用VHDL硬件描述语言设计,并在EDA(电子设计自动化)工具的帮助下,用大规模可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)实现数字频率计的设计原理及相关程序。特点是:无论底层还是顶层文件均用VHDL语言编写,避免了用电路图形式设计时
2、所引起的毛刺现象;改变了以往数字电路小规模多器件组合的设计方法,整个频率计设计在一块FPGA/CPLD芯片上,与用其他方法做成的频率计相比,体积更小,性能更可靠。关键词:数字频率计;电子设计自动化;大规模可编程逻辑器+中图分类号:TM935.133文献标识码:A文章编号:1671-2714(2002)06-0061-05结构的设计实行多种数字逻辑系统功能,而且由0引言于管脚定义的灵活性,大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量及难度,同时,这种基于可FPGA/CPLD是一种新兴的高密度大规模可编程芯片的设计大大减少了系统芯片的数量,缩编程逻辑器件,它具
3、有门阵列的高密度和PLD器小了系统的体积,提高了系统的可靠性。件的灵活性和易用性,目前已成为一类主要的可EDA(电子设计自动化)技术就是以计算机编程器件。可编程器件的最大特点是可通过软为工具,在EDA软件平台上,对以硬件描述语言件编程对其器件的结构和工作方式进行重构,能HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动随时进行设计调整而满足产品升级。使得硬件的完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑综合及优化、逻的设计可以如软件设计一样方便快捷,从而改变辑仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑了传统数字系统及用单片机构成的数字系统的映射和编程下载等工作(本文选用的开发工具
4、为设计方法、设计过程及设计观念,使电子设计的Altera公司的MAX+PLUS)。EDA的仿真测试技术操作和系统构成在整体上发生了质的飞跃。技术只需要通过计算机就能对所设计的电子系采用FPGA/CPLD可编程器件,可利用计算统从各种不同层次的系统性能特点完成一系列机软件的方式对目标器件进行设计,而以硬件的准确的测试与仿真操作,大大提高了大规模系统形式实现。既定的系统功能,在设计过程中,可电子设计的自动化程度。设计者的工作仅限于根据需要随时改变器件的内部逻辑功能和管脚利用软件方式,即利用硬件描述语言(如VHDL)的信号方式,借助于大规模集成的FPGA/CP
5、LD来完成对系统硬件功能的描述,在EDA工具的和高效的设计软件,用户不仅可通过直接对芯片帮助下就可以得到最后的设计结果,这使得对整收稿日期:2002-01-06作者简介:1.唐颖(1955-),女,上海人,副教授,电子设计自动化、单片机等教学与研究;2.阮文海(1955-),男,浙江温岭人,副教授.62浙江树人大学学报2002年个硬件系统的设计和修改过程如同完成软件设信号的脉冲个数。为此,测频控制信号发生器计一样方便、高效。ZPKZH应设置一个控制信号时钟CLK,一个计数基于EDA技术的设计方法为自顶向下!设使能信号输出端JSEN、一个与JSEN输出信号反
6、计,其步骤是采用可完全独立于目标器件芯片物向的锁存输出信号SCXH、和清零输出信号CLR_理结构的硬件描述语言,在系统的基本功能或行JSH。如CLK的输入频率为1HZ,则输出信号端为级上对设计的产品进行行为描述和定义,结合JSEN输出一个脉宽恰好为1秒的周期信号,可多层次的仿真技术,在确保设计的可行性与正确以作为闸门信号用。由它对频率计的每一个计性的前提下,完成功能确认。然后利用EDA工数器的使能端进行同步控制。当JSEN高电平时具的逻辑综合功能,把功能描述转换为某一具体允许计数,低电平时停止计数,并保持所计的数。目标芯片的网表文件,经编程器下载到可编程目
7、在停止计数期间,锁存信号SCXH的上跳沿将计标芯片中(如FPGA芯片),使该芯片能够实现设数器在前1秒钟的计数值锁存进32位锁存器计要求的功能。这样,一块芯片就是一个数字电SCQ32B,由7段译码器译出并稳定显示。设置锁路系统。使电路系统体积大大减小,可靠性得到存器的好处是,显示的数据稳定,不会由于周期提高。性的清零信号而不断闪烁。锁存信号之后,清零信号CLR-JSH对计数器进行清零。为下1秒钟1频率计的工作原理的计数操作作准备。测频控制信号发生器的工作时序如图1示。本文要设计一个8位十进制数字频率计,需要由四种器件来组成,即:测频控制信号发生器(ZPK
8、ZH)、有时钟使能的十进制计数器(JSH10)、32位锁存器(SC
