PLD设计方法及步骤

作者：时间：2010-09-26来源：网络收藏

1、PLD器件的设计步骤

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202510.htm

　　1.电路逻辑功能描述

　　PLD器件的逻辑功能描述一般分为原理图描述和硬件描述语言描述，原理图描述是一种直观简便的方法，它可以将现有的小规模集成电路实现的功能直接用PLD器件来实现，而不必去将现有的电路用语言来描述，但电路图描述方法无法做到简练；硬件描述语言描述是可编程器件设计的另一种描述方法，语言描述可能精确和简练地表示电路的逻辑功能，现在在PLD的设计过程中广泛使用，并且有更加浒的趋势，常用的硬件描述语言有ABEL,VHDL语言等，其中ABEL是一种简单的硬件描述语言，其支持布尔方程、真值表、状态机等逻辑描述，适用于计数器、译码器、运算电路、比较器等逻辑功能的描述；VHDL语言是一种行为描述语言，其编程结构类似于计算机中的C语言，在描述复杂逻辑设计时，非常简洁，具有很强的逻辑描述和仿真能力，是未来硬件设计语言的主流。

　　2.计算机软件的编程及模拟

　　不管是用硬件描述语言描述的逻辑还是用原理图描述的逻辑，必须通过计算机软件对其进行编译，将其描述转换为经过化简的布尔代数表达式（即通常的最简与或表达式），编译软件再根据器件的特点将表达式适配进具体的器件，最终形成PLD器件的熔断丝文件（通常叫做JEDEC文件,简称为JED文件）。
　　通常在将用户设计的逻辑下载到具体器件中前，为了检查设计的结果是否正确，通常可以通过计算机软件进行模拟，检查其设计结果是不否与设计要求相符。

　　3.通过编程器将JED文件下载到PLD器件中

　　在上步中形成的熔断丝文件必须下载到PLD器件中去才能实现设计的要求，熔断丝文件的下载一般须通过编程器进行下载。
　　编程器是一种专门用于对可编程器（如EPROM,EEPROM,GAL,CPLD,PAL等）进行编程的专业设备，常见的编程器有台湾河洛公司的ALL系列、南京西尔特公司的Super系列等。编程器通常通过计算机的并行打印器将JED文件下载到编程器中，编程器再将JED文件根据器件的特点将其写入器件内部，从而达到下载的目的。下图给出了PLD的设计过程。

2、可编程器件设计软件简介

　　可编程器件的设计软件种类很多，各大器件厂家及一些软件公司都开发了一系列的设计软件，正是由于这些软件才推动了可编程器件的快速发展。
　　通常根据逻辑功能的描述方法分为：语言描述和原理图描述设计两大类。常见的如DATA I/O公司的BAEL语言、四通公司ASIC事业部开发的针对GAL器件的FM(Fast MAP)软件等属于语言描述类设计软件；DATA I/O 公司的Synario软件，Orcad公司的PLD等软件属于电路图描述或电路图描述与语言描述相拼命的软件。这里主要以DATA I/O 公司的Synario软件为例说明GAL器件的设计过程，同时该软件还可以开发Lattice公司的pLSI器件和ispLSI器件等。

　　1.ABEL-HDL语言

　　ABEL-HDL语言是一种用语言来描述器件逻辑功能的设计语言，它与其它计算机语言一样有一些关键字及一些规定。

(1)逻辑符号：它可以是标准符号库的符号，也可以是代表其它电路功能的符号，如图中的异或门、与门符号，它代表了异或、与门的功能，但在软件上常常是英制的符号，所以读者使用是应加以注意；
　　(2)连线：用来连接各个符号，其功能相当于实际电路的导线；
　　(3)I/O标志：它用来标明电原理图的输入、输出信号，信号的方向（输入、输出、双向），及输入／输出脚对应于器件引脚号；
　　(4)图片和文字：用于帮助说明电路的功能，便于理解电路的原理，对整个电路原理没有实际意义。

3、可编程逻辑器件设计举例

　　1.用ABEL语言设计
　　(1)启动Synario软件并创建一个新的设计项目
在Windows 95的程序组上执行Synario,屏幕中的出现Synario软件的开始界面。
在 File菜单中选择New Profect…项，键入新的项目名如SUM。如下图所示。

在实际使用时应注意该项目所处的目录位置，否则当退出当前操作后就找不到前的设计，当前的目录位置可由上图的右框中可以看出；另外还须注意的是，新的项目名一般不要使用中文当文件名。
　　(2)选择器件
　　双击Virtual Device,将出现Choose Device的对话框，如下图；在Device Kit中选择到GAL16V8，单击OK按钮选中该器件。