《CPLDFPGA实用教程》PPT课件

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1、1CPLD/FPGA可编程逻辑器件主讲：王宗省2主要术语1CPLD/FPGA与传统设计方法比较2发展历程3主要学习方法4CPLD/FPGA知识概述主要术语：EDA：电子设计自动化ElectronicdesignautomationPLD：可编程逻辑器件ProgrammablelogicaldeviceCPLD：复杂可编程逻辑器件complexprogrammablelogicaldeviceFPGA：现场可编程门阵列fieldprogrammablegatesarrayISP：在系统可编程insystemprogrammableASIC：专用集成电路Appl

2、icationspecificintegratedcircuitsSOC：片上系统SystemOnChipSOPC：可编程片上系统SystemOnChipIP：经过测试和优化的功能复杂的电路IntellectualProperty一、EDA技术概念现代电子设计技术的核心就是EDA（电子设计自动化，ElectronicDesignAutomation）技术。利用EDA技术，电子设计师可以方便地实现IC设计、电子电路设计和PCB设计等工作。45广义的EDA技术，除了狭义的EDA技术外，还包括计算机辅助分析CAA技术(如PSPICE，EWB，MATLAB等)，印刷

3、电路板计算机辅助设计PCB-CAD技术(如PROTEL，ORCAD等)。在广义的EDA技术中，CAA技术和PCB-CAD技术不具备逻辑综合和逻辑适配的功能，因此它并不能称为真正意义上的EDA技术。6狭义的EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计开发工具的EDA技术。EDA技术的3个层次7（1）EWB、PSpice、protel的学习作为EDA的最初级内容；（2）利用VHDL完成对CPLD/FPGA的开发等作为中级内容；（3）ASIC的设计作为最高

4、级内容8二、EDA技术的主要特征EDA技术主要有以下这些特征：（1）高层综合与优化的理论与方法取得了很大的进展，其结果大大缩短了复杂的ASIC的设计周期，同时改进了设计质量；（2）采用硬件描述语言来描述10万门以上的设计，形成了国际通用的VHDL等硬件描述语言。它们均支持不同层次的描述，使得复杂IC的描述规范化，便于传递、交流、保存与修改，并可建立独立的工艺设计文档，便于设计重用；9（3）开放式的设计环境（各厂家均适合）；（4）自顶向下的算法；（5）丰富的元器件模块库；（6）具有较好的人机对话界面与标准的CAM接口；（7）建立并行设计工程框架结构的集成化设计

5、环境，以适应当今ASIC的特点：规模大而复杂，数字与模拟电路并存，硬件与软件并存，产品上市更新快。10三、EDA技术发展历程EDA技术的发展分为三个阶段20世纪70年代——计算机辅助设计CAD阶段20世纪80年代——计算机辅助工程设计阶段20世纪90年代——电子系统设计自动化阶段11四、EDA技术的主要内容（一）硬件描述语言硬件描述语言（HDL）是各种描述方法中最能体现EDA优越性的描述方法。所谓硬件描述语言，实际就是一个描述工具，其描述的对象就是待设计电路系统的逻辑功能、实现该功能的算法、选用的电路结构以及其他各种约束条件等。通常要求HDL既能描述系统的行

6、为，又能描述系统的结构。12目前主要有以下两种HDL语言：1．Verilog-HDLVerilog-HDL语言是在1983年由GDA(GatewayDesignAutomation)公司首创的，主要用于数字系统的设计。2．VHDLVHDL语言是美国国防部于20世纪80年代后期，出于军事工业的需要开发的。13VHDL语言是一种高级描述语言，适用于电路高级建模，综合的效率和效果较好。Verilog-HDL语言是一种低级的描述语言，适用于描述门级电路，容易控制电路资源，但其对系统的描述能力不如VHDL语言。14（二）可编程逻辑器件可编程逻辑器件（简称PLD）是一种

7、由用户编程来实现某种逻辑功能的新型逻辑器件。它不仅速度快、集成度高，能够完成用户定义的逻辑功能，还可以加密和重新定义编程，其允许编程次数可多达上万次。使用可编程逻辑器件可大大简化硬件系统、降低成本、提高系统的可靠性、灵活性。15目前，PLD主要分为FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)两大类。FPGA和CPLD最明显的特点是高集成度、高速度和高可靠性。由于它们的明显特点，可以应用于超高速领域和实时测控方面以及嵌入式领域等等。16（三）EDA软件目前在国内比较流行的EDA软件工具主要有Altera公司的MAX+plusⅡ和QuartusⅡ

8、、Lattice公司的ExpertLEVER和Syn