最新3授课PPT410数字系统分析设计PPT课件.ppt

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1、3授课PPT410数字系统分析设计数字系统分析与设计-------学习任务布置1．理解基本概念、查询其定义及内部结构1．了解自下而上的数字系统分析与设计方法；2．了解自上而下的数字系统分析与设计方法；2.收集相关电子书籍、网站、资料、进行学习交流与总结3.完成相关作业数字系统分析与设计-------教学过程设计教师授课2学时:数字系统分析设计自下而上的数字系统分析与设计方法数字系统自下而上的设计是一种试探法，设计者首先将规模大、功能复杂的数字系统按逻辑功能划分成若干子模块，一直分到这些子模块可以用经典的方法和标准的逻辑功能部件进行设计为止，然后再将子模块按其连接关系分别

2、连接，逐步进行调试，最后将子系统组成在一起，进行整体调试，直到达到要求为止。目前我们所学的方法都是自下而上的设计教师授课2学时:数字系统分析设计自上而下的数字系统分析与设计方法自上而下的设计方法是，将整个系统从逻辑上划分成控制器和处理器两大部分，采用ASM图或RTL语言来描述控制器和处理器的工作过程。如果控制器和处理器仍比较复杂，可以在控制器和处理器内部多重地进行逻辑划分，然后选用适当的器件以实现各个子系统，最后把它们连接起来，完成数字系统的设计。    设计步骤：    （1）明确所要设计系统的逻辑功能。    （2）确定系统方案与逻辑划分，画出系统方框图。 

3、   （3）采用某种算法描述系统。    （4）设计控制器和处理器，组成所需要的数字系统。采用FPGA、CPU等设计手段实现的基本上是自上而下的设计方法教师授课2学时:数字系统分析设计数字电路系统的设计步骤教师授课2学时:数字系统分析设计1.1PLD的分类1.2PLD的基本原理与结构1.3低密度PLD的原理与结构1.4CPLD的原理与结构1.5FPGA的原理与结构1.6FPGA/CPLD的编程元件1.7边界扫描测试技术1.8FPGA/CPLD的配置1.9FPGA/CPLD器件概述内容FPGA/CPLD器件1.1PLD的分类PLD的发展历程熔丝编程的PROM和PLA器件

4、AMD公司推出PAL器件GAL器件FPGA器件EPLD器件CPLD器件内嵌复杂功能模块的SoPC◆1985年，美国Xilinx公司推出了现场可编程门阵列（FPGA，FieldProgrammableGateArray）◆CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice），即复杂可编程逻辑器件，是从EPLD改进而来的。PLD的发展PLD的集成度分类一般将GAL22V10（500门~750门）作为简单PLD和高密度PLD的分水岭四种SPLD器件的区别PLD器件按照可以编程的次数可以分为两类：(1)一次性编程器件（OTP，OneTimeProgramma

5、ble）(2)可多次编程器件OTP类器件的特点是：只允许对器件编程一次，不能修改，而可多次编程器件则允许对器件多次编程，适合于在科研开发中使用。按编程特点分类(1)熔丝（Fuse）(2)反熔丝（Antifuse）编程元件(3)紫外线擦除、电可编程，如EPROM。(4)电擦除、电可编程方式，(EEPROM、快闪存储器（FlashMemory）），如多数CPLD(5)静态存储器（SRAM）结构，如多数FPGA按编程元件和编程工艺分类非易失性器件易失性器件PLD器件的原理结构图1.2PLD的基本原理与结构数字电路符号表示常用逻辑门符号与现有国标符号的对照PLD电路符号表示与门

6、、或门的表示PLD连接表示法1.3低密度PLD的原理与结构PROMPROM的逻辑阵列结构PROMPROM表达的PLD阵列图PROM用PROM完成半加器逻辑阵列PLAPLA逻辑阵列示意图PALPAL结构PAL的常用表示PALPAL22V10部分结构图GALGAL22V10的结构（局部）GAL22V10的OLMC结构CPLD器件的结构1.4CPLD的原理与结构典型CPLD器件的结构MAX7000S器件的内部结构MAX7000S器件的宏单元结构1.5FPGA的原理与结构查找表结构4输入LUT及内部结构图FPGA器件的内部结构示意图典型FPGA的结构XC4000器件的CLB结构

7、Cyclone器件的LE结构（普通模式）典型FPGA的结构1．熔丝(Fuse)型器件2．反熔丝(Anti-fuse)型器件3．EPROM型，紫外线擦除电可编程4．EEPROM型6．SRAM型5．Flash型1.6FPGA/CPLD的编程元件边界扫描电路结构为了解决超大规模集成电路（VLSI）的测试问题，自1986年开始，IC领域的专家成立了“联合测试行动组”（JTAG，JointTestActionGroup），并制定出了IEEE1149.1边界扫描测试（BST，BoundaryScanTest）技术规范1.7边界扫描测试技术引脚描述功能