【2017年整理】微型计算机接口13FPGA设计基础.ppt

*; 13.1 接口电路实现的技术趋势 ●传统接口设计：专用接口芯片（8251,8255， USB，PCI等） ●现在接口设计：FPGA ●基于FPGA接口设计的优点 ; 13.2 FPGA设计基础 13.2.1 FPGA的工作原理 ●FPGA利用一种称为查找表（LUT）的结构实现反复烧写 ●用户通过原理图或HDL语言描述逻辑电路，FPGA会自动计算逻辑电路的结果，把结果存入LUT中。 ●输入逻辑信号时就相当于输入一个地址在LUT中查找，找出结果。 ;4 输入“与”门的实例; 对图13.1的几点说明 ●LUT的值存入SRAM中或Flash中。 ●利用地址作为索引，在LUT中查找值。 ●完成的功能与实际电路等价，具有更快的执行速度、更大的规模。 ●Xilinx和Altera公司的FPGA是基于SRAM的，掉电后内部逻辑消失，用户需要添加一个外存储器来存储程序。 ;13.2.2 FPGA的设计流程 FPGA的设计流程如图13.2所示。 ;13.2.3 FPGA的开发工具 ●Xilinx的ISE: ISE是Xilinx公司的FPGA/CPLD综合集成设计平台，界面友好，操作简单。ISE提供了包括代码编写、库管理、HDL综合、仿真、下载等几乎所有FPGA开发所需的工具。 ●Xilinx的Vivado: Vivado是全新的另一个Xilinx FPGA开发工具，是为高端FPGA专门开发的一款开发工具。 ;ViVado相比ISE，有着显著的进步，主要表现在 以下几方面。 ;13.3 采用Verilog HDL进行电路设计 13.1 HDL 简介 HDL语言用文本形式来描述电子系统硬件电路的行为、结构、数据流，数字电路的设计者可以从顶层到底层描述自己的设计思想。 主要特征： ;学习HDL时需要注意的地方 ;13.3.2 VHDL与Verilog HDL的比较 ●相同点 ;*;13.3.3基于HDL的电路设计方法 ●传统上使用自底向上的设计方法，即：器件选择?模块设计?模块间综合?系统仿真。这样只有在后期才能发现系统设计的问题，导致修改麻烦。 ●利用HDL进行电路设计采用自顶向下的设计方法，对系统不断划分成小模块，直到可用EDA元件实现为止。利用硬件描述语言对设计的模块进行描述和定义，结合多层仿真技术，在确保设计可行性的条件下完成系统的设计。 这种设计方法的好处是在每一层都进行仿真，能够及时发现设计错误，减轻设计成本。 ;;;;;;;;;;;;;;;;;13.4 并行接口8255A的FPGA设计 13.4.1 模块划分 用自顶向下的设计方法，从芯片结构入手，将要设计的芯片分成几个子模块，逐一设计调试。各个模块相互独立，利于错误定位和修改。;*;;;*;*;*;*;;;;;*;;*;;;*;;;;;;;;;;*;;;;;*