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可编程逻辑器材的计划办法

2017-04-05 10:55分类:电工考证知识 阅读:

 

PLD的计划办法
可编程逻辑器材PLD在数字系核算划中可完毕各种逻辑功用,从简略的随机逻辑替换到凌乱的控拟定序器。

可编程逻辑器材具有本钱低、集成度高、运用简练、计划简略,以及具有其它系核算划办法所没有的调试功用。

大大都的PLD器材具有可编程联接的“与—或”阵列构造.可编程阵列意味着其联接 可由用户经过编程来挑选 。
PLD器材的分类取决于其“阵列”是可编程的仍是固定的。
 

PROM:固定的’与’阵列和可编程的‘或’阵列,一般用作为存储器,而很少用于 完毕逻辑功用 ;
FPAL:“与”阵列和“或”阵列均可编程,使计划最富于活络性;
最盛行的PAL:可编程的‘与’阵列和固定的‘或’阵列,它广泛用于完毕林林总总的组咸寄存器型逻辑功用 ;
PLS(Programmable Logic Sequencer可编程 逻辑定序器):两个阵列都可编程,用于专门的状况机运用场合;
PROSE(PROgrammable Sequencer):将可编程阵列与专用的逻辑功用联络起来,为特定的体系运用供给最佳功用,
GAL:每个输出引脚都连到一个输出逻辑宏单元(OLMC),大大改进了输出功用的构造和活络性。

可编程逻辑器材的挑选
纷歧样的出产技能给PLD器材供给了许多的计划挑选计划:
从可编程阵列的“联接线”
熔丝型:(ECL、TTL双极型技能
UV-EPROM(CMOS技能)
E2PROM (CMOS技能)
RAM细胞单元 (CMOS RAM技能
从作业速度上
ECL技能的PLD器材用于高速作业电路的计划
CMOS用于低功耗电路的计划
TTL熔丝型PLD器材用于中档计划
技能的挑选首要取决于速度和功耗条件的绑缚

PLD计划所需的条件
计划软件(PALASM)
器材编程器
软件计划进程:
树立计划文件;
界说所需的逻辑功用并用“积之和”标明,可从真值表或时序图直接导出,也可运用状况图和卡诺图导出;
汇编计划文件,发作JEDEC文件
仿真、查验
将JEDEC文件下载到所选器材中,对器材的每一条连线编程。
将已编程的器材插到印制板中投入作业。
因为编程器与PC机相连,从计划文件的批改、汇编、仿真、下载以及对器材的编程悉数在PC机上完毕。

PLD器材的计划进程
榜首步是设构思;
第二步是挑选适宜的器材;
第三步是计划的施行,包含运用查验向量对计划进行仿真;
对器材进行编程;
对已编程PLD进行查验;
并在体系板上验证其功用.
用比方阐明各计划进程

68000微处理器中的简略地址译码器
PLD器材计划进程的榜首价段是构思计划,关于SSI/MSI计划这也是必需的.PLD器材的利益是在这一期间,计划者只需思考希望的逻辑功用,运用SSI/MSI电路进行计划时,在开端计划之前有必要思考各种器材的逻辑绑缚条件。显着,计划师有必要依据系核算划的央求提出一个简练无缺的功用描写;
68000微处理器除有独自的读/写信号线外,还有24条地址线.它需求ROM来寄存体系引导代码, RAM来寄存数据和作业程序。因而,ROM和RAM在68000微处理器的地址空间里分配地址,即需地址译码器。
地址译码器的效果是一次挑选一个存储地址。地址译码器有必要挑选一个ROM或RAM。当微处理器拜访地址空间中的一个地址单元时,经过将某一特定ROM或RAM的芯片挑选信号置为真来施行挑选操作。
在典型的微处理机体系中,也存在用来寻址I/O器材的电路(如软驱),当微处理器寻址这些I/O器材时,一样对其宣告片选信号。

一、计划构思
M86000; 接口逻辑电路;DRAM操控电路;PROM和DRAM芯片
地址线:A0-A23;其间A21,A22,A23与地址选通讯号AS和读/写(RW)发作片选操控信号; RAMCS片选信号与A21、A22、A23输入DRAM操控器发作RAM片选信号。
17位数据线:D0-D16

存储器地址分配和映射表

PROM1000000-0FFFFF
PROM2十0000-1FFFFF
DRAM1200000-2FFFFF
DRAM2300000-3FFFFF
DRAM3400000-4FFFFF
DRAM4500000-5FFFFF
备用600000-7FFFFF

依据存储器的地址分配表和计划的功用描写推导出真值表 来自处理器的信号输入到接口逻辑块,所发作的输出是ROMCS1、ROMCS2 和RAMCS片选信号;RAMCS片选信号与A21、A22、A23输入DRAM操控器发作RAM片选信号。

地址 (16进制) 巨细A23A22A21      信号
000000-0FFFFF1 Mbytes 0 0 0ROMCS1 (低电平有用)
十0000-1FFFFF1 Mbytes 0 0 1ROMCS2
200000-2FFFFF1 Mbytes 0 1 0ROMCS3
300000-3FFFFF1 Mbytes 0 1 1ROMCS4
400000-4FFFFF1 Mbytes 1 0 0ROMCS5
500000-5FFFFF1 Mbytes 1 0 1ROMCS26

二、PLD器材的挑选
剖析计划央求,依照是不是需求运用寄存器而将其分类成组合型功用和寄存器功用
无需寄存器的逻辑计划
编码器、译码器、多路改换器、多路分配译码器、加法器和比照器等简略的组合逻辑功用块;
需寄存器的逻辑计划
计数器、守时器、操控信号发作器和状况机等
本例-简略地址译码器,不需寄存器
了解各种纷歧样构造特征用于何处将有助于器材的挑选.依据器材运用状况的前史记载和器材构造的功用特性,PLD器材能够分红三个根柢运用品种,即:
组合型计划;(PAL器材)
简略寄存器型计划;(PAL器材和PLS 可编程逻辑定序器)
凌乱的寄存器型(定序器)计划 ;(PAL、PLS和PROSE/FPC(熔丝型可编程操控器)
纷歧样的计划师,一样的计划或许挑选纷歧样的,本例挑选PAL器材。

挑选器材时应思考的首要功用特性
输入引脚数
输出引脚数(如PLD有内部反响,输出又可当作输入)
I/O引脚数 (分外适宜适触及总线的运用)
器材速度
关于组合器材,思考传输推延时刻td
来关于寄存器 型器材,思考器材的时钟频率fmax,, 寄存器树立时刻tpd和时钟传输时刻tCLK
器材功耗
寄存器数(若有需求的话)
乘积项数
输出极性操控
下表别离给出了组合型和寄存器型PLD器材,关于本计划实例,咱们挑选PAL16L8,它有满意的输入输出端和传输速度(推延时刻为十ns)

组合型PLD器材的首要技能功用方针

寄存器型PLD器材的首要技能功用方针

体系临界的时序绑缚条件由微处理器的读/写周期和存储器可用的存取时刻挑选: 存储器存取时刻2200 ns; 地址译码时刻十ns;

大大都微处理器容许的地址译码时刻是十-35ns, 即地址有用往后,准确的存储器片选信号应当有用。
关于本例,可用周期时刻为十-35ns,存储器的存取时刻为2200ns, 只需20ns作为地址译码时刻。可选PAL16L8, tpd =十ns

三、计划的施行
施行计划需求树立计划文件,计划文件在PALASM软件中称为PAL器材阐明书(PDS:PAL Device Specification), 文件包含三类信息:
根柢处理记载信息:
计划语法
仿真语法
计划文件、文件汇编、仿真、生成JEDEC文件、下载到器材编程器中构造器材
计划文件给出了文件编制方面的信息、所选用的器材称谓、信号的称谓。
悉数的信号名都分配给器材引脚,并且将引脚界说为输入或输出.
计划文件的阐明有些还包含按引脚号递加的次第摆放的信号名.如:

Title M68000_ADDRESS_DECORDER 计划的称谓
Pattern P8000 办法名或编号
Pevision A 版别号或等级号
Author ENGINEER 计划者名字
Company MMI SUNNYVALE, CALIFORNIA 公司称谓
DATE 07/21/87 树立文件日期

CHIP DECORDER (任一称谓) PAL16L8 (器材类型)

NC A23 A22 A21 TOP BOTTOM AS RW NC GND (1-20 引脚列表 )
OE RONCS1 RONCS2 RANCS INIT NC NC NC NC VCC
挑选器材           

表达计划的办法  
 -布尔逻辑方程
 -状况机语法
汇编计划
仿真计划
下载JEDEC 文件
PLD编程

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