1、结构,它的基本单元以阵列的形式排列在芯片上,但它不像门阵列那样由连线掩膜确定其最终的逻辑功能,而是将规则的连线阵列也已做好,其逻辑功能由各连线节点的控制开关的通断来确定。这些节点的控制开关的值有各种不同的控制方法,如静态随机存储器控制反熔丝控制以及由快闪烁存储器控制等几大类。控制的器件是用静态随机存储器中存储的数值来控制芯片中可编程节点的通断,以实现芯片的设计功能。这种在使用时,需要在系统加电时首先进行功能初始化,将存储器的内容加载到芯片的控制器中。反熔丝控制的器件是用反熔丝单元来控制可编程器件内的可编程节点的通断,使芯片中每部分具有应有的逻辑功能,以实现器件的设计功能。反熔丝单元是个被动的两端器件,通常情况下处于开路状态,在施加充足的电压后,能够永久地导通。用于现场可编程器件的反熔丝其占用芯片面积非常小,速度也很高,这方面的性能几乎可以与门阵列相比。但这种在编程时需要专用的编程设备,而且芯片功能经编程确定后,不能再修改,反熔丝控制的器件价格最低。当设计全部完成后,就可以将形成的目标文件下载到芯片中,实际验证设计的准确性设计过程使用软件设计流程由以下几部分组成。如图所示。可以采用原理图输入语言描述网表输入及波形输入等几种方式。先根据设计要求设定编译。
2、降低装配和调试费用更适合较大规模批量生产降低生产成本。例如,现在微机中使用的显卡网卡数字电视等都是专用的芯片。采用设计的不足之处是次性的投资大,设计周期般比较长,不便于以后修改设计,因而近几年在领域出现了种半定制电路,即现场可编程逻辑器件。目前使用较多的可编程逻辑器是现场可编程门阵列和复杂可编程逻辑器件。早期使用的可编程器件有等,这些芯片的容量般比较小,只能完成简单的数字逻辑功能,这些器件基本上是使用专用的编程器进行装载。和的芯片是在早期使用的和基础上发展起来的,相比早期的可编程器件,现场可编程逻辑器件的容量大,器件的容量远远大于和,更适合做时序和组合逻辑电路的设计,不但集成度高,而且逐渐向低功耗发展,芯片的使用电压有和几种,有的芯片外部是而内部的工作电压则是或。现在市场上的品种很多,使用较多的是和这个公司的产品,各公司都有不同型号的和产品,例如,的系列的系列系列的等。由于各个公司的结构不同,使用的装载电缆线是不样的,设计软件也不同,但共同的特点是现场可编程逻辑器件都可以在系统进行编程加载程序,不需要使用专用的编程器,它们都是直接将实验系统和计算机的并行口连接,通过运行软件对芯片进行装载,在实验室中就可将大量的数字电路设计集成到个大芯片中,实现系统。
3、界面,它显示了自动设计的各主要处理环节和设计流程,包括设计输入编辑编译网表提取数据库建立逻辑综合逻辑分割适配延时网表提取编程文件汇编装配以及编程下载个步骤。设计输入编译在系统测试编程修改设计仿真与定时分析图开发流程图输入项目文件名输入源文件图形和波形输入方式指定型号设置管脚下载方式和逻辑综合的方式,保存并检查源文件指定管脚保存和编译源文件生成波形文件仿真下载配置图编译主控界面第章地铁售票系统的设计与实现课题要求功能描述用于模仿地铁售票的自动售票,完成地铁售票的核心控制功能。功能要求售票机有两个进币孔,个是输入硬币,个是输入纸币,硬币的识别范围是角和元的硬币,纸币的识别范围是元元,元,元。乘客可以连续多次投入钱币。乘客可以选择的种类为元和元,乘客次只能选择个出站口。购买车票时,乘客先选择出站名,然后选择所需的票数,再进行投币,投入的钱币未达到所需金额时,显示信号,提醒钱不够,需要继续投入钱币,如果投入的钱币达到所需金额时,售票机自动出票,并找出余额,本次交易结束,等待下次的交易。在投币期间,乘客可以按取消键取消本次操作,钱币自动退出。设计分析经过分析,本地铁自动售票系统的设计需要实现以下几项主要功能站点选择,票数选择,投币处理,出票及余额找零本系统可。
4、的微型化和可靠性。目前工程设计人员通常都采用这种方法进行电路设计。或芯片这类器件的使用特点是芯片经上电加载即已完成编程,不必在每次上电时重新进行加载,也就是当程序烧入芯片后,只有下次需要再修改程序时才需要对芯片重新进行加载,否则将不会改变先前所烧入的代码,类似于大的芯片。例如,的芯片可以在系统进行编程加载程序,也可以与该公司的芯片在同个电路中加载程序。在结构上主要由可编程逻辑宏单元围绕中心的可编程互连矩阵单元组成,其中的逻辑结构比较复杂,并具有复杂的单元互连结构,可以由用户根据设计的需要生成特定的电路结构,完成定的功能。芯片这类器件不像或,每次上电使用时不管是否改变程序都要对芯片进行加载。现在芯片的容量般比或的容量要大得多,更适合于做较大系统的复杂设计。芯片通常包含类可编程资源可编程的逻辑功能块可编程块和可编程的内部互连。可编程的逻辑功能块是实现用户功能的基本单元,它们通常排成个阵列,遍布于整个芯片中可编程块完成芯片上的逻辑与外部封装管脚的接口,常围绕着阵列排列于芯片周可编程的内部互连包括各种长度的连接线段和些可编程连接开关,它们将各个可编程逻辑块或块连接起来,构成特定功能的电路。的系列器件采用的是现场可编程门阵列,现场可编程门阵列是种类似门阵列的。
5、目录第章绪论电子器件的发展和现状设计方法的发展层次化的设计与的应用本课题的提出与意义本课题研究内容第章语言介绍什么是语言的特点的设计流程程序的基本结构第章软件介绍简介开发系统的特点功能简介设计过程第章地铁售票系统的设计与实现课题要求设计分析状态机设计第章结束语附录参考文献致谢第章绪论电子器件的发展和现状电子技术的发展总是同电子器件的发展密切相关的,由于电子器件的不断更新换代,电子技术得到了飞速发展,当今信息技术被广泛应用在国民经济的方方面面。多媒体技术的普及高速宽带网络的建设数字电视的出现以及与我们日常生活息息相关的各种家用电器,都离不开微处理器存储器和些采用行业标准的专用芯片。这些电子器件的发展经历了从电子管晶体管小规模集成电路中规模集成电路到大规模集成电路和超大规模集成电路几个阶段,其发展趋势是体积越来越小,集成度越来越高。随着半导体技术的迅速发展,设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担,系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路芯片,而且希望的设计周期尽可能短,最好在自己的实验室里就能设计并制造出适用的芯片,并且能够得到实际的应用。使用完成电子系统的设计,其优点是集成度高保密性强可大幅度地减少印刷电路板的面积和接插件电路性能好并能。
6、输入及波形输入等几种方式。先根据设计要求设定编译参数和编译策略,如器件的选择逻辑综合方式的选择等。然后根据设定的参数和策略对设计项目进行网表提取逻辑综合和器件适配,并产生报告文件延时信息文件及编程文件,供分析仿真和编程使图延迟矩阵图最高工作频率用。仿真包括功能仿真时序仿真和定时分析,可以利用软件的仿真功能来验证设计项目的逻辑功能是否正确。用经过仿真确认后的编程文件通过编程器将设计下载到实际芯片中,最后测试芯片在系统中的实际运行性能。在设计过程中,如果出现,则需重新回到设计输入阶段,改正或调整电路后重复上述过程。图是编译设计主控界面,它显示了自动设计的各主要处理环节和设计流程,包括设计输入编辑编译网表提取数据库建立逻辑综合逻辑分割适配延时网表提取编程文件汇编装配以及编程下载个步骤。设计输入编译在系统测试编程修改设计仿真与定时分析图开发流程图输入项目文件名输入源文件图形和波形输入方式指定型号设置管脚下载方式和逻辑综合的方式,保存并检查源文件指定管脚保存和编译源文件生成波形文件仿真下载配置图编译主控界面第章地铁售票系统的设计与实现课题要求功能描述用于模仿地铁售票的自动售票,完成地铁售票的核心控制功能。功能要求售票机有两个进币孔,个是输入硬币,个是输入纸币。
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基于VHDL的地铁自动售票系统设计