PLD器件基礎及開發系統介紹可編程邏輯器件基礎ABEL語言介紹ispEXPERTSystem介紹可編程邏輯器件基礎集成邏輯器件的分類數字器件各種含CPU的微處理器單片機系列（例，MCS51/96系列）高級微處理器（例，INTEL80286，TI8000等）數字信號處理器（例，TMS320系列）標準邏輯器件各種門電路（例，與非門、或非門等）常用中規模集成電路（例，計數器）存儲器（例，RAM、ROM、EPROM等專用數字集成電路ASIC全定制產品半定制產品可編程邏輯器件（PLD）集成邏輯器件的特點含CPU的微處理器在時鐘脈沖作用下不斷執行用戶的軟件程序，用戶編程并不對其硬件結構產生影響，它的工作速度一般較低；標準邏輯器件使用方便、價格便宜，但其規模一般較小，一個數字系統往往要用幾十片甚至上百片標準邏輯器件來完成；半定制、全定制ASIC產品開發需要半導體廠家參與，周期長、費用高，其開發不可能普及；PLD器件（1）邏輯功能可編程。（2）器件規模很大。（3）工作速度很高。（4）使用相對復雜。PLD的基本結構輸入電路產生輸入變量的原變量和反變量與陣列產生輸入變量的與項（乘積項）或陣列對乘積項有選擇地進行或運算輸出電路產生輸出信號，提供反饋信號PLD的工作原理在數字電路的設計中，輸出總可以用“與或”形式的邏輯函數來表示，從而用若干與門和或門就可以實現這個邏輯函數。而PLD器件內部電路的核心就是與陣列和或陣列，因此可以用來實現任意函數。例如，對邏輯函數，用PLD表示法連接后的完整邏輯圖如圖所示。1AZ&1B&≥1傳統設計方法：設計要求→真值表→函數表達式→化簡或變換→電路圖現代設計方法：設計要求→用HDL語言描述功能→編譯、化簡和仿真→邏輯綜合→下載到可編程器件常見HDL語言：ABEL－HDL語言、VHDL語言、Verilog語言HDL語言描述方法：邏輯方程、高級語言、真值表、狀態圖描述等用PLD設計數字邏輯電路的方法例：如一個四位二進制數A4A3A2A1，試設計一個判斷電路，當四位二進制數大于等于2，小于等于10時，輸出為“1”，其它為邏輯“0”。真值表（略）邏輯式（略）化簡，得：電路圖（略）邏輯功能的硬件語言描述解：（一）用傳統設計方法：（二）用ABEL—HDL語言描述如下：MODULEdecode “定義設計模塊名為decodeA4，A3，A2，A1PIN； “定義輸入信號ZPIN；“定義輸出信號A=[A4..A1]； “定義集合EQUATIONS “表示以下用邏輯方程描述功能WHEN((A>=2)&(A<=10))THENZ=1；“邏輯功能描述ELSEZ=0；TEST-VECTORS（A–>Z) “以下是測試矢量部分0–>0；1–>0；2–>1；3–>1；4–>1；5–>1；6–>1；7–>1；8–>1；9–>1；10–>1；11–>0；12–>0；13–>0；14–>0；15–>0；END “模塊結束經ABEL語言編譯器編譯后的簡化式子如下：ABEL語言描述的仿真波形如下：ABEL語言介紹ABEL的語法規定合法字符集a~z(26個小寫英文字母)A~Z(26個大寫英文字母)0~9(10個數字字符)space(空格符)tab(制表符)～！＠＃＄％＾＆＊（）-_=＋＼｜［］｛｝;‘:“,＜＞.｀／?共計９６個ASCII碼字符標識符標識符必須須以字母或或下劃線開開始；標識符最長長不能超過過31個字字符；除第一個字字符外，標標識符可以以包含大寫寫字母，小小寫字母，，數字及下下劃線，但但不允許出現現空格；標識符與大小寫字母母有關；關鍵字不能能用作標識識符。標識符是由由標識器件件、器件引引腳、節點點、集合、、輸入／輸輸出信號等等的合法字字符串組成成。關鍵字注意與標識別符符不同，關鍵字不區區分大小寫寫！關鍵字又稱稱保留標識識符，它代代表某種處處理功能。。CASEDEVICEELSEENABLEENDENDCASEENDWITHEQUATIONSFLAGFUSESGOTOIFINISTYPELIBRARYMACRO MODULE NODEPINSTATESTATE_DIAGRAM TEST_VECTORS THENTITLETRUTH_TABLEWITH字符串例TITLE’1bitfulladder’；字符串是包包含在單引引號內的合合法字符序序列，通常常用于標題題語句、標標記語句以以及管腳和和節點說明明語句。注釋段注釋是對源源文件的進進一步解釋釋，注釋段段以雙引號號開始，以以另一個雙雙引號或換換行符結束束。MODULEBasic_logic““givesthemoduleaname”例數的表示可用二進制制、八進制制、十進制制和十六進進制來表示示。進制數基數表記符例如十進制數二進制2^B^B101010八進制8^O^O1210十進制10^D(缺省)^D1515十六進制16^H^HF15常量常量用來表表示值不變變的量。常常量可以分分為：一般般常量和特特殊常量。。注意特殊常量值值用大小寫寫均可，但但前后兩個個“.”不不能省略！！特殊常量說明.C.上升沿時鐘輸入.F.浮點輸入或輸出.K.下降沿時鐘輸入.P.寄存器預加載.X.任意態（無關項）.Z.高阻輸入或輸出運算及運算算符表達式及等等式表達式是標標識符和運運算符的組組合，表達達式中各種種運算具有有不同的優優先級．集合集合用來表表示成組或或成批處理理的信號或或常量，集集合中的每每一個獨立立分量稱為為該集合的的元素。引引入集合的的目的是為為了簡化書書寫，并使使可讀性更更好。集合合有兩種定定義方法：：枚舉舉法法：：Din=[D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0];界限限符符法法：：Din=[D7..D0]；；注意意枚舉舉法法與與界界限限符符法法可可以以聯聯合合使使用用。。只有有類類型型相相同同、、長長度度相相同同的的集集合合才才可可一一起起參參與與運運算算。。ABEL源文文件件的的基基本本結結構構ABEL源源文文件件是是由由一一個個或或多多個個相相互互獨獨立立的的模模塊塊組組成成，，每每個個模模塊塊包包括括一一個個或或多多個個完完整整的的邏邏輯輯描描述述。。簡簡單單的的源源文文件件可可以以只只包包含含一一個個模模塊塊，，而而復復雜雜的的源源文文件件可可能能包包括括多多個個模模塊塊。。MODULE〈模模塊塊名名〉〉[〈〈接接口口說說明明語語句句〉〉][〈〈標標題題語語句句〉〉]〈說說明明語語句句〉〉{〈〈布布爾爾方方程程段段〉〉、、〈〈真真值值表表段段〉〉、、〈〈狀狀態態圖圖段段〉〉、、〈熔熔絲絲狀狀態態段段〉〉、、〈〈異異或或因因子子段段〉〉}[〈〈測測試試矢矢量量段段〉〉]END[〈〈模模塊塊名名〉〉]模塊塊基基本本結結構構如如下下：：模塊說說明語語句格式：：MODULE模塊名名……END[模塊塊名]行末沒沒有分分號。。若將該該模塊塊作為為一個個自定定義元元件（（宏塊塊），，則模模塊名名應與與自定定義元元件名名相同同。注意例：MODULE1_bit_adder……END標題語語句‘字符符串’’通常常為該該模塊塊的內內容提提示。。標題語語句不不影響響任何何邏輯輯描述述及運運算結結果，，可以以省略略。格式：：TITLE‘字符符串’’;例：TITLE‘4bitbinarycounter’’;注意器件說說明語語句格式：：器件標標識符符DEVICE‘字符符串’’;例：U1DEVICE‘P16V8C’;器件說說明語語句用用來把把模塊塊中所所用器器件的的標識識符與與實際際PLD器器件相相聯系系。在ispEXPERT軟件件中，，該語語句可可忽略略。注意管腳及及節點點說明明語句句管腳標標識符符要與與管腳腳號一一一對對應，，但在在ispEXPERT中管管腳號號可以以省略略。缺省情情況下下，管管腳屬屬性為為組合合型‘‘COM’’。一個信信號可可以包包含多多個屬屬性。。格式：：標識符符PIN(或NODE)<#>ISTYPE‘屬性性’;例：Apin;B,Cpinistype‘REG’;Z1,Z2nodeistype‘COM’;注意常量說說明語語句例：C,X=.C.,.X.;ON,OFF=0,1;格式：：標識符符＝常常量表表達式式;邏輯方方程描描述格式式：：EQUATIONS邏輯輯方方程程式式;例：：equationsS=!A&B#A&!B;C1=A&B;Q.clk=CP;Q:=Q+1;組合合型型輸輸出出賦賦值值為為““=””，，寄寄存存器器型型輸輸出出賦賦值值為為““：：=””。。在邏邏輯輯方方程程描描述述中中可可以以使使用用WHEN-THEN-ELSE語句句。。注意意WHEN-THEN-ELSE語語句句例：：when(A==B)thenZ=0;elseZ=1;若有有多多個個邏邏輯輯方方程程，，可可以以放放在在大大括括號號中中。。WHEN-THEN-ELSE語句句可可以以嵌嵌套套使使用用。。注意意格式式：：WHEN條件件THEN邏輯輯方方程程1;ELSE邏輯輯方方程程2;真值值表表描描述述格式式：：TRUTH_TABLE(輸輸入入標標識識符符集集->輸輸出出標標識識符符集集)輸入入值值->輸輸出出值值;TRUTH_TABLE(輸輸入入標標識識符符集集:>輸輸出出標標識識符符集集)輸入入值值:>輸輸出出值值;例：：truth_table([A,B]->S)[0,0]->0;[0,1]->1;[1,0]->1;[1,1]->0;狀態圖描述格式：STATE_DIAGRAM狀態寄存器標標識符{狀態表達式式：方程式；；}狀態圖是一種種直觀描述時時序邏輯的方方法，狀態圖圖描述方式是是由狀態圖標標題語句，狀狀態描述語句句和狀態轉移移語句三部分分組成。具體見時序電電路測試矢量測試矢量與真真值表描述在在形式上相似似。格式：TEST_VECTORS(輸入標識符符集->輸出出標識符集)輸入值->輸輸出值;例：TEST_VECTORS([A,B]->S)[0,0]->0;[0,1]->1;[1,0]->1;[1,1]->0;注意指示字格式：@directive[options]；指示字的作用用就是指導編編譯軟件對源源文件作相應應的處理。靈靈活地應用指指示字可以簡簡化源文件的的編寫和調試試。引導指示示字的關鍵詞詞為“@”。。ABEL語語言中中的指指示字字為：：@ALTERNATE@CARRY@CONST@DCSET@DCSTATE@EXPR@EXIT@IF@IFB@IFDEF@IFIDEN@IFNB@IFNDEF@IFNIDEN@INCLUDE@IRP@IRPC@MESSAGE@ONSET@PAGE@RADIX@REPEAT@SETSIZE@STANDARD常用指指示字字：例：STATE_DIAGRAM“狀態態圖描描述@CONSTn=0；@REPEAT10{STATEn：IF(n<9)(n+1)ELSE0；@CONSTn=n+1；}例：test_vectors([AA,BB,C0]->S)““四位位全加加器測測試矢矢量@constm=0;““定定義常常數變變量m@repeat16{@constn=0;““定定義常常數變變量n@repeat16{[m,n,0]->(m+n);[m,n,1]->(m+n+1);@constn=n+1;}@constm=m+1;}格式：：@CONSTid=expr；用用于于對新新的常常量進進行定定義；；格式：：@REPEATnumber_expr{block}；將將某某些語語句重重復執執行若若干次次。ispEXPERTSystem介介紹概述ispEXPERTSystem集集成開開發軟軟件是是由DataI/O公公司開開發的的一個個通用用的可可編程程邏輯輯器件件開發發軟件件。能能夠支支持Lattice公司司的ispLSI、、pLSI、ispGAL、、ispGDS器件件及全全新系系列GAL器件件的設設計、、編譯譯和邏邏輯模模擬。。ispEXPERTSystem支支持原原理圖圖輸入入和ABEL硬硬件描描述語語言（（HDL））輸入入，還還包括括編譯譯、模模擬和和仿真真的功功能。。ILattice的pDS+Synario適適配軟軟件與與ispEXPERT緊緊密結結合，，形成成多層層次邏邏輯綜綜合、、自動動邏輯輯分割割與自自動器器件映映射功功能。。Synario使用用步驟驟選擇PLD器件頂層原理圖設計*編寫ABEL源文件*編寫頂層測試矢量*各種資源的編譯、優化、仿真器件編程和功能測試資源鏈接、器件映射JEDEC文件的形成結束開始具體操操作初始工工作：：啟動動、創創建項項目、、選擇擇器件件等輸入原原理圖圖自定義義元件件（宏宏塊，，BlockSymbol)選擇邏邏輯門門和I/OPAD元件件連線：：小方方框消消失則則說明明已連連好命名節節點（（Net））添加I/O標注注定義管管腳屬屬性輸入ABEL源源