А.Н. МУРАВЬЕВ
РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ СХЕМ
НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
САМАРА
Издательство СГАУ
2010
УДК СГАУ: 621.381
ББК 32.97
М 73
Рецензенты: канд. техн. наук В. <...> РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ СХЕМ НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКИ: учеб. пособие / А.Н. Муравьев. <...> ISBN 978-5-7883-0734-3
Подробно изложен процесс разработки цифрового устройства на базе ПЛМ в пакете САПР ALTERA MAX PLUS. <...> Особенности реализации VHDL в пакетах САПР …………………. <...> Кроме того, обойтись только стандартными интегральными микросхемами невозможно и использование некоторого количества дискретных элементов просто необходимо,
чтобы собираемая схема полностью отвечала предъявляемым к ней требованиям. <...> Теперь можно самостоятельно "произвести" оригинальные радиоэлементы либо в единственном экземпляре, либо в виде небольшой партии, причем без огромных капиталовложений, необходимых для производства "заказных" микросхем. <...> FPGA (field programmable gate arrays), или ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы), представляют собой цифровые интегральные микросхемы (ИС), состоящие из программируемых логических блоков и программируемых соединений между этими блоками. <...> ПЛИС, как правило, использовались для создания прототипов заказных
микросхем или для создания испытательных стендов, на которых проверяется физическая реализуемость новых алгоритмов. <...> У некоторых
крупных поставщиков ПЛИС есть устройства, которые составляют прямую конкуренцию заказным микросхемам. <...> Если быть более точным, в настоящее время ПЛИС
заполняют четыре крупных сегмента рынка: заказные интегральные схе4
мы, цифровая обработка сигналов, системы на основе встраиваемых микроконтроллеров и микросхемы, обеспечивающие физический уровень передачи данных. <...> В учебном пособии рассматриваются устройство современных
ПЛИС, методика разработки цифровых схем в пакете САПР фирмы ALTERA, основы использования языков высокого уровня <...>
Разработка_цифровых_схем_на_базе_программируемой_логики.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П.КОРОЛЁВА»
А.Н. МУРАВЬЕВ
РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ СХЕМ
НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
САМАРА
Издательство СГАУ
2010
Стр.1
УДК СГАУ: 621.381
ББК 32.97
М 73
Рецензенты: канд. техн. наук В. А. Г л а з у н о в
канд. техн. наук В. Т. К о л е с н и к о в
Муравьев А.Н.
М 73 РАЗРАБОТКА ЦИФРОВЫХ СХЕМ НА БАЗЕ ПРОГРАММИРУЕМОЙ
ЛОГИКИ: учеб. пособие / А.Н. Муравьев. – Самара: Изд-во
Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2010. – 68 с.
ISBN 978-5-7883-0734-3
Подробно изложен процесс разработки цифрового устройства на базе
ПЛМ в пакете САПР ALTERA MAX PLUS. Представлены характеристики
современных микросхем ПЛМ, их структурные схемы и области
применения. Приведены способы описания проектов цифровых устройств
на языке высокого уровня.
Учебное пособие рекомендуется для студентов, изучающих дисциплину
«Системы автоматизированного проектирования радиоэлектронной
аппаратуры» по специальности «Биотехнические и медицинские аппараты
и системы» - 200401 и студентов, изучающих дисциплину «Прикладная
информатика» по специальности «Радиотехника» - 210302.
УДК СГАУ: 621.381
ББК 32.97
ISBN 978-5-7883-0734-3
2
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2010
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение……………………………………………………………………….. 4
1. Программируемые логические микросхемы …………………………….. 6
1.1. Пакеты САПР для разработки схем с программируемой логикой … 14
2. Способы иерархического задания проекта ………………………………. 20
3. Пример разработки ПЛИС ………………………………………………… 26
3.1. Схема формирователя сигнала кода Баркера …..…………………… 26
3.2. Ввод проекта в графическом редакторе ……………………………... 27
3.3. Функциональное моделирование …………………………………….. 29
3.4. Верификация …………………………………………………………... 30
3.5. Ввод схемы в текстовом редакторе ………………………………….. 35
3.6. Формирование полной схемы ………………………………………... 37
3.7. Временное моделирование и оценка результатов …………………... 40
4. Использование языка VHDL ……………………………………………… 44
4.1. Основные понятия языка VHDL ……………………………………... 47
4.2. Особенности реализации VHDL в пакетах САПР …………………. 49
4.3. Типы данных …………………………………………………………... 53
4.4. Комбинационная логика ……………………………………………… 55
4.5. Мультиплексоры и селекторы ………………………………………... 57
5. Язык описания аппаратуры AHDL ……………………………………….. 59
5.1. Комбинационная логика ……...………………………………………. 60
5.2. Последовательностная логика в AHDL ……………………………… 61
Заключение …………………………………………………………………… 64
Вопросы для самоконтроля ………………………………………………….. 65
Список литературы …………………………………………………………… 67
3
Стр.3