可编程复习内容总结讲解.ppt

复习内容总结 ? FPGA 部分 ? 第一 . 关于本门课程的一些概念性东西， 比如 PLD 、 FPGA 、 CPLD 等一些重要器件 的概念，功能，基本结构；现代数字系 统的设计方法， FPGA 的设计流程，本门 课重点是基于 Quartus 的相关知识点 1.1 可编程逻辑器件基础 ? 1.1.1 概述 ? 可编程逻辑器件（ Programmable Logic Device ，简称为 PLD ）是 20 世纪 70 年 代发展起来的一种新型逻辑器件，是目 前数字系统设计的主要硬件基础。 ? PROM ? FPLA ? PAL ? GAL ? EPLD ? CPLD ? FPGA 其中 EPLD 、 CPLD 、 FPGA 的集成度较高， 属于高密度 PLD 。 目前生产和使用的 PLD 产品主要有 : 1.1.3 可编程逻辑器件的 基本结构和电路表示方法 ? 1. 可编程逻辑器件的基本结构 ? 可编程逻辑器件种类较多，不同厂商生 产的可编程逻辑器件的结构差别较大。 可编程逻辑器件的基本结构由 : 1. 输入缓冲电路 2. 与阵列 3. 或阵列 4. 输出缓冲电路等 4 部分组成。 1. 可编程逻辑器件的基本结构 ? 其中输入缓冲电路主要用来对输入信号进行 预处理，以适应各种输入情况，例如产生输 入变量的原变量和反变量； ? “与阵列”和“或阵列”是 PLD 器件的主体， 能够有效地实现“积之和”形式的布尔逻辑 函数； ? 输出缓冲电路主要用来对输出信号进行处理， 用户可以根据需要选择各种灵活的输出方式 （组合方式、时序方式），并可将反馈信号 2. PLD 电路的表示方法 ? （ 1 ） PLD 连接的表示法 ? PLD 中阵列交义点上有 3 种连接方式： ? 硬线连接、接通连接和断开连接。 （ a ）硬线连接 （ 不可编程 ） （ b ）接通连接 (c) 断开连接 图 1.1.9 PLD 中阵列交义点上的 3 种连接方式 （ 2 ）输入 / 反馈缓冲单元表示法 ? PLD 的输入缓冲器和反馈 缓冲器都采用互补的输 出结构，以产生原变量 和反变量两个互补的信 号，如图 1.1.10 所示。 A 是输入， B 和 C 是输出， 真值表如表 1.1.1 所示。 A B C 0 1 0 1 1 0 图 1.1.10 PLD 缓冲器 表 1.1.1 PLD 缓冲器真值表 从真值表可见： B ＝ A ， C ＝ （ 3 ） PLD 与门表示法 ? 与阵列是 PLD 中的基本 逻辑阵列，它们由若 干个与门组成，每个 与门都是多输入、单 输出形式。以三输入 与门为例，其 PLD 表示 法如图 1.1.11 所示， 图中 D ＝ A * B * C 图 1.1.11 3 输入端的 PLD 与门 图 1.1.12 为 4 输入端与门电路， P ＝ A*B*D 。 图 1.1.13 为 4 输入端与门电路， P ＝ A* 图 1.1.12 4 输入端与门 图 1.1.13 4 输入端与门 *B* ＝ 0 （ 4 ） PLD 或门表示法 ? 或阵列也是 PLD 中的 基本逻辑阵列，它们 由若干个或门组成， 每个或门都是多输入、 单输出形式。以 4 输 入与门为例，其 PLD 表示法如图 1.1.14 所 示，图中 Y ＝ P1 ＋ P3 ＋ P4 图 1.1.14 4 输入端的 PLD 或门 ? 例：一个 PLD 异或门电路如图 1.1.15 所示。 图中 图 1.1.15 PLD 异或门连接图 2. 现代数字系统的设计方法 ? 现代数字系统的设 计采用 “ Top → down ” （自顶向下）设计 方法，设计步骤如 右边图 1.2.1 所示。 1.2.2 优秀 FPGA 设计的重要特征 ? 可读性 ? 可重复性 ? 可测性 1.3.1 可编程逻辑器件的一般设计流程 ? 可编程逻辑器件的设计过程是利用 EDA 开发软件和编程工具对器件进行开 发的过程。可编程逻辑器件的一般设计 流程如图 1.3.1 所示，包括七个步骤。 图 1.3.1 可编程逻辑 器件的一般 设计流程 第二 FPGA 器件 ? 对 FPGA 结构中一些重要组成部分的功能 能够进行描述，比如 LUT 、 CLB 、 IOB 、 BlockRAM 、 DLL 、 IP 等等