EDA硬件描述语言VHDL（一）

文章目录

1、EDA
2、EDA技术应用对象
3、开发流程
4、常用的描述PLD内部结构的专用电路符号
5、宏单元
6、扩展乘积项
7、I/O控制块
8、CycloneⅢ系列器件的结构原理

1、EDA

即电子设计自动化，以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，自动地完成用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。

2、EDA技术应用对象

超大规模可编程逻辑器件、半定制或全定制ASIC、混合ASIC。

3、开发流程

4、常用的描述PLD内部结构的专用电路符号

5、宏单元

（1）由三个功能块组成
◆逻辑阵列：实现组合逻辑，提供5个乘积项。
◆乘积项选择矩阵：（1）分配乘积项作为到“或”门和“异或”门的主要逻辑输入，实现组合逻辑函数。（2）把乘积项作为宏单元中寄存器的辅助输入。
◆可编程寄存器：可被单独设置成带可编程时钟控制的D、T、RS、JK触发器工作方式。也可将寄存器旁路掉，实现组合功能。
（2）每个寄存器可按3种时钟输入模式工作：
◆全局时钟信号。全局时钟输入直接连向每个寄存器的CLK端，能实现最快时钟到输出功能。
◆全局时钟信号由高电平有效的时钟信号使能。输出速度较快。
◆用乘积项实现一个阵列时钟。由于时钟来自宏单元，其速度稍慢。
（3）每个寄存器也支持异步清零和异步置位功能。

6、扩展乘积项

复杂的逻辑函数需要附加乘积项，可利用其他宏单元以提供逻辑资源，称为扩展乘积项（共享和并联）

7、I/O控制块

★允许每个I/O引脚单独配置为：输入、输出和双向工作方式。
★所有I/O引脚都有一个三态缓冲器，控制信号来自多路选择器，可以选择用信号、GND和VCC控制。
★三态缓冲器控制端接地：I/O引脚为专门输入引脚。三态缓冲器控制端接VCC：I/O引脚为普通输出引脚。

8、CycloneⅢ系列器件的结构原理

Cyclone系列器件，即Cyclone、CycloneⅡ、CycloneⅢ，是Altera公司高性价比的产品，是典型的FPGA器件。CycloneⅢ主要由五部分组成，包括逻辑阵列块（LAB）、嵌入式存储器块、嵌入式硬件乘法器、I/O单元和嵌入式PLL。其中逻辑阵列块（LAB）由多个逻辑宏单元（LE）组成。