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1、基于CPLD的数字系统设计摘要随着EDA工具的发展及各种可编程逻辑器件的出现，现代数字系统的设计基木_L己实现了自动化。木文介绍了利用EDA工具进行数字系统设计的实现原理及方法，其中包括设计输入、综合、功能仿真、实现、时序仿真、配置下载等具体内容。并以ALTERA公司MAX7000系列CPLD芯片为例，给出厂一个设计实例:用CPLD实现单片机与PC104工SA总线接口之问的并行通信，给出系统设计方法及程序源代码，包括通信软件和VHDL设计部分。木文旨在通过一个设计实例使大家了解现代数字系统设计的方法及手段。关键词:CPLD、仿真、综合、EDA,ISA总线
2、、并行通信CPLDDEGINOFDIGITALSYSTEMABSTRACTWithapperaingofProgrammableLogicDeviceandthehelpofEDAtools,thedeginofmoderndigitalsystemisautomatic.ThisarticleintroducestheprincipleandmethodtomakedigitalsystemdesignbyEDAtools,includingspecificcontentssuchasdesigninput、synthesizing,functions
3、timulating,relizing,timingsimulating,configedownloadetc.Atthesametime,wepresentadesignexample,usingtheCPLDdeviceofALTERAMAX7000sequencetorelizeparallelcommunicationbetweenmicroprocessorandPC104ISAbus.Wegiveoutthedesignmethodandprogrammecodes(includingcommunicatesoftandVHDLprogram
4、mepart).Wemaintotakethedeignmethodofmoderndigitalsystemouttoeveryone.KEYWORDS:CPLD,Simulate,Synthesize,EDA,ISAbusParallelcommunicate引言随着集成电路技术和计算机技术的发展，数字系统的实现方法也经历了由分离元件、ssilMR到LSI,VLSI的过程。SSI时代直接用集成门、触发器为基本器件构成系统。MSI时代用MR器件，如计数器、译码器、数据选择器、(MUX)等功能电路作为模块构成系统。有的文献把这些ssilMR逻辑器件统称为
5、标准产品，他们都属于通用器件，任何数字系统皆可以使用，其产量高、价格低。然而一个复杂系统往往要用许多片ssilMSI器件才可以实现，因而制成的设备体积大、重量大、功耗大、生产周期长、成本高。更重要的是用ssilMR器件做成的设备可靠性差。因此在集成度高度发展的今天，数字系统理应用LSI,VLSI实现，然而数字系统的功能千变万化，极其复杂，要制作一个各个系统皆能接受的通用全硬件LSI电路是不可能的。解决方法只有两个，一是使用微处理器，而是制作专用电路。CPLD(复杂可编程逻辑器件)是一种可进行多次编程的超大规模数字集成电路，其内集成了相当规模的标准逻辑模块
6、，只要利用EDA工具将所设计的数字系统的功能描述出来后编程到CPLD内，就可以得到此系统的集成电路。这种设计数字系统的方法有其他方法所无可比拟的优点，如制成的设备体积小、重量轻、功耗低、速度高，生产周期(指整机)短，成本低，具有保密性等等。因此CPLD设计是当前数字系统设计领域中的重要方式之一。本文介绍利用EDA设计数字系统的流程并给出一个设计实例。第一部分利用EDA设计数字系统的流程1.1从EDA的角度来观察VLSIUSI技术的迅速发展使得它自身成为一项和人类生活密切相关的重要产业。作为信息社会的支柱一计算机和通信，其硬件设备主要是集成电路。在电视、音
7、响、洗衣机、汽车、玩具⋯⋯等和我们日常生活相关的设备中，也无不大量使用集成电路。社会的需要带动了集成电路产业的发展，而集成电路产业的发展又带动了EDA产业的发展。EDA工具是为VLSI的设计、生产服务的，因而它必须适应USI技术的要求。现在我们就从EDA工具的角度分析VLSI的特点。1.1.1VLSI的分类我们可以从不同的角度对VLSI进行分类。1.按工艺分类，最主要的有:.金属氧化物半导体(MetalOxideSemiconductor,MOS).晶体管一晶体管逻辑(Transistor---TransistorLogic,TTL).发射级藕合逻辑(E
8、mitterCopuledLogic,ECL)MOS工艺最简单，功耗低。在同样生
