PLD应用1-3
PLD的原理与应用
PLD的原理与应用PLD是可编程逻辑器件（Programmable Logic Device）的缩写，也称为可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array），它是一种具有自适应功能的集成电路芯片，能够根据用户需求进行编程以实现特定的逻辑功能。
PLD有着广泛的应用领域，包括数字电路设计、通信系统、工控系统等。
PLD的基本原理是通过可编程逻辑元件（如可编程门阵列、可编程连接器件等）连接在一起，根据编程的逻辑功能实现信号的处理和控制。
PLD内部通常包含输入引脚、输出引脚、内部连接线、逻辑门和存储单元等。
当输入信号到达PLD时，内部的逻辑单元按照预先编程好的逻辑功能进行处理，并将结果输出。
用户可以通过编程方式配置PLD的逻辑功能，使其满足特定的需求。
PLD的应用主要分为两大类：数字逻辑设计和数据通信。
在数字逻辑设计中，PLD广泛应用于数字系统的开发和设计，可以实现各种复杂的数字逻辑功能，如逻辑门的组合、计数器、多路选择器、状态机等。
PLD的优势在于可以根据用户需求进行灵活的编程，并且能够满足不同规模和复杂度的设计需求。
在数据通信中，PLD可以用于实现各种通信协议和接口，例如串行通信接口（如UART、SPI、I2C等）、并行总线（如PCI、VME等）以及网络通信（如以太网、USB等）。
PLD的可编程特性使得它可以根据不同的通信要求进行逻辑配置，能够快速实现各种不同的通信协议和接口。
此外，PLD还被广泛应用于工控系统、自动化设备、仪器仪表等领域。
在工控系统中，PLD可以实现逻辑控制、信号处理、数据采集等功能，提高系统的可编程性和灵活性。
在自动化设备和仪器仪表中，PLD可以实现信号处理、测量与控制、故障诊断等功能，提高设备的智能化和可靠性。
总体而言，PLD以其可编程性、灵活性和高性能等特点在数字电路设计和通信系统中得到了广泛的应用。
它不仅可以帮助设计师快速实现各种复杂的逻辑功能，而且还能够满足不同领域和应用的需求。
PLD应用1-1
PLD应用1-1简介PLD〔Programmable Logic Device〕可编程逻辑器件是一种广泛应用于电子电路设计的器件。
它允许设计人员通过编程来实现各种逻辑功能，而无需进行物理连接和布线。
本文将介绍PLD的根本概念、工作原理以及它在电子电路设计中的应用。
PLD的根本概念PLD是一种以逻辑门为根底的可编程器件。
它由可编程逻辑阵列〔PLA〕和输入输出〔IO〕模块组成。
可编程逻辑阵列中包含了大量的与门、或门和非门等逻辑门，它们的连接方式可以通过编程进行定制，从而实现各种逻辑功能。
输入输出模块用于与外部电路进行连接，使得PLD能够接收输入信号并输出处理后的信号。
PLD的工作原理PLD的工作原理可以简单的描述为以下几个步骤：1.确定逻辑功能：首先，设计人员需要确定所需的逻辑功能，例如实现一个加法器或一个多功能计数器等。
2.编程：接下来，设计人员通过编程将逻辑功能描述转化为PLD可以理解的形式。
这通常是通过一种硬件描述语言〔HDL〕来完成的，例如VHDL或Verilog。
3.下载：编程完成后，设计人员将程序下载到PLD中。
下载过程通常通过调试工具或专用的下载器进行。
4.验证：一旦程序下载成功，PLD即可开始执行所需的逻辑功能。
设计人员可以通过输入信号来验证PLD的工作是否符合预期，并对必要的调整进行修改。
PLD的应用PLD在电子电路设计中有着广泛的应用。
下面将列举几个常见的应用场景：逻辑电路设计PLD可以用于设计各种逻辑电路，例如加法器、乘法器、多功能计数器等。
通过编程，设计人员可以灵巧地调整逻辑功能，根据需求进行定制。
工业自动化PLD可以用于工业自动化系统中的逻辑控制。
例如，设计一个用于控制机器人操作的逻辑控制器，可以通过编程PLD来实现各种自动化操作，提高生产效率和质量。
数字信号处理PLD可用于实现数字信号处理算法，如滤波、FFT等。
通过编程PLD，设计人员可以将算法转化为硬件逻辑，从而加速数字信号处理的速度和效率。
EDA技术及其应用(3)
1.4 EDA的优势
手工设计方法
●复杂电路的设计、调试十分困 难；
●无法进行硬件系统仿真，若某 一过程存在错误，查找和修改十 分不便；
●设计过程中产生大量文档，不 易管理；
●对于IC设计而言，设计实现过 程与具体生产工艺直接相关，因 此可移植性差；
●只有在设计出样机或生产出芯 片后才能进行实测；
EDA技术
在设计时加入用于测试的部分逻辑，即进行可测性设计(DFT ，Design For Test)，在设计完成后用来测试关键逻辑。
在ASIC设计中的扫描寄存器，是可测性设计的一种，原理是 把ASIC中关键逻辑部分的普通寄存器用测试扫描寄存器来代替， 在测试中可以动态地测试、分析设计其中寄存器所处的状态，甚至 对某个寄存器加以激励信号，改变该寄存器的状态。
1.6.3 GAL
GAL的OLMC单元设有多种组态，可配置成专用组合输出、专 用输入、组合输出双向口、寄存器输出、寄存器输出双向口等， 为逻辑电路设计提供了极大的灵活性。由于具有结构重构和输出 端的任何功能均可移到另一输出引脚上的功能，在一定程度上， 简化了电路板的布局布线，使系统的可靠性进一步地提高。GAL 的出现是复杂PLD的里程碑。
1.11 编程与配置
目前常见的大规模可编程逻辑器件的编程工艺有三种： 1．基于电可擦除存储单元的EEPROM或Flash技术。 2．基于SRAM查找表的编程单元。 3．基于反熔丝编程单元。
1.12 FPGA配置器件
主动配置方式
由FPGA器件引导配置操作过程，它控 制着外部存储器和初始化过程
被动配置方式
1.2 EDA技术应用对象
全定制或半定制ASIC
实现目标 ASIC的设计和实现
FPGA/CPLD（或称可编程ASIC）开发应用
pld应用程序举例
PLD应用程序举例PLD〔可编程逻辑器件〕是一种集成电路，它具有重要的应用领域。
在本文档中，我们将介绍几个常见的PLD应用程序的例子，包括数字逻辑电路、数据通信系统和图像处理。
数字逻辑电路数字逻辑电路是PLD应用程序的一种常见形式。
它们由逻辑门和触发器组成，用于实现各种逻辑功能。
下面是一些常见的数字逻辑电路应用程序：1. 门电路门电路由逻辑门组成，逻辑门有与门、或门、非门等。
门电路可以用于实现布尔逻辑操作，如逻辑与、逻辑或、逻辑非等。
PLD可以程序化配置，实现各种不同的逻辑电路。
2. 计数器和时序电路计数器是数字电路中常见的一个组件，可以用来计数和分频。
PLD 可以用来实现各种不同类型的计数器，如二进制计数器、BCD计数器等。
时序电路用于控制信号的时序和时钟分频，也可以通过PLD来实现。
3. 十进制解码器十进制解码器是将BCD码或二进制编码转换为七段显示器所需的信号的电路。
PLD可以用来实现十进制解码器，从而实现数字显示。
数据通信系统PLD在数据通信系统中也有广泛的应用。
它们可以用于实现各种不同的通信协议和接口。
下面是一些常见的数据通信系统应用程序：1. UARTUART〔通用异步收发器〕是一种常见的串行通信接口。
PLD可以用来实现UART接口，使设备能够进行串行通信。
2. SPISPI〔串行外设接口〕是一种用于连接多个外设的通信协议。
PLD 可以用来实现SPI接口，使设备能够与其他外设进行通信。
3. I2CI2C〔串行总线接口〕是一种用于连接多个设备的通信协议。
PLD 可以用来实现I2C接口，使设备能够进行多设备通信。
图像处理PLD也可以在图像处理领域发挥重要作用。
它们可以用于实现各种图像处理算法和滤波器。
下面是一些常见的图像处理应用程序：1. 图像滤波器图像滤波器可以用于平滑、锐化或增强图像。
PLD可以用来实现各种滤波器，如均值滤波器、中值滤波器等。
2. 图像压缩图像压缩是减少图像文件大小的过程。
第12章PLD技术及其应用
➢ BIT 位类型，取值0、1，由STANDARD程序包定义； ➢ BIT_VECTOR 位向量类型，是BIT的组合，该端口的取值可能是
一组二进制位的值； ➢ STD_LOGIC 工业标准的逻辑类型，取值0、1、X、Z，由
STD_LOGIC_1164程序包定义； ➢ INTEGER 整数类型，可用作循环的指针或常数，通常不用作I/O信号； ➢ STD_LOGIC_VECTOR 工业标准的逻辑向量类型，是STD_LOGIC的组； ➢ BOOLEAN 布尔类型，取值FALSE,TRUE。
(2) 可移植性好。对于设计和仿真工具采用相同的描述，对 于不同的平台也采用相同的描述。
(3) 研制周期短，成本低。由于VHDL支持大规模设计的分 解和对已有设备的利用，因此加快了设计流程。
(4) 可以延长设计的生命周期。因为VHDL的硬件描述与工 艺技术无关，不会因工艺变化而使描述过时。
硬件描述语言 库
创建一个默认的图形符号
第12章 12.2.1
第12章 12.2.1
创建一个默认的图形符号
文本设计输入方法
第12章 12.2.1
文本设计输入方法
第12章 12.2.1
文本设计输入方法
第12章 12.2.1 文本输入
文本设计输入方法 保存文件
第12章 12.2.1
顶层图形设计方法
第12章 12.2.1
CPLD的编程工艺
第12章 12.1.2
✓ EPROM(Erasable Programmable ROM)工艺 ✓ E2ROM(Electrical Erasable ROM)工艺 ✓ Flash工艺
FPGA的结构特点
VCC
GND &
第12章 12.1.2
1_3 EDA设计方法与流程
芯 片 投 片 、
电子系统EDA设计方法流程图
7
1. EDA技术设计方法
（3）传统设计方法与EDA设计方法的区别
设计方法
传统设计方法
自下至上 （Bottom to Up)
EDA设计方法
自上至下 （Top to Down)
实现载体
通用的逻辑元件
可编程逻辑器件PLD
调试方法 设计途径
硬件设计的后期 仿真和调试
《EDA技术应用》
EDA设计方法与流程
1
目录
1 2 3 4
EDA技术设计方法 IP核与SOC设计 EDA开发流程 EDA技术设计的优势
2
1. EDA技术设计方法
举例1：矩形波发生器电路设计。
传统数字设计方法
CPU MCU
8254
EDA技术设计方法
FPGA/CPLD
控制部分
波形产生
3
1. EDA技术设计方法
C、ASM... 程序
软件程序编译器 COMPILER
CPU指令代码 01001000010
15
3. EDA开发流程
（3）适配
适配是将网表文件转换为适应于特定PLD器件下载的最终文件, 适配结果与器件的内部 结构相关。
16
3. EDA开发流程
（4）仿真
功能仿真：直接对VHDL、原理图描述或其他描述形式的逻辑功能进行测 试模拟，以了解其实现的功能是否满足原设计的要求的过程，仿真过程不 涉及任何具体器件的硬件特性（如延时特性）。
硬件电路原理图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
系统设计的早期 仿真和修改
多种设计文件， 以 HDL描述文件为主
实现方法
手工实现
自动实现
PLD的原理与应用
PLD的原理与应用PLD是可编程逻辑器件（Programmable Logic Device）的缩写，是一种集成电路，被用来实现数字电路的设计和实现。
它具有灵活性高、逻辑功能丰富、设计周期短等特点。
PLD的工作原理是通过可编程存储单元来实现逻辑功能的编程，并通过内部的开关电路连接存储单元以及其他逻辑电路来实现所需的功能。
PLD一般由两部分组成：可编程逻辑阵列（PAL）和可编程输入与输出（IOB）。
可编程逻辑阵列是PLD的核心部分，它由一系列的可编程逻辑门和可编程的存储单元组成。
这些逻辑门可以是与门、或门、非门等，通过编程可以实现各种逻辑函数，满足不同的设计需求。
可编程存储单元被用来存储逻辑函数的真值表或者Karnaugh图。
在运行时，PLD将输入信号与存储单元中的内容进行逻辑计算，然后将计算结果输出。
通过编程可编程逻辑阵列，可以实现不同的逻辑功能。
可编程输入与输出为PLD提供了与外部电路进行通信的接口。
它由一些可编程IO单元组成，可以用来输出计算结果或者接受外部输入。
每个IO单元都有一个输出和一个输入。
在编程过程中，我们可以将需要输出的信号连接到特定的IO单元上，并将来自外部电路的输入信号连接到正确的IO单元上，以实现与外部电路的联接。
PLD的应用非常广泛。
它被广泛应用于数字电路的设计和实现，如数字系统控制、计算机内部的逻辑电路、通信电路、显示电路等。
PLD可以用来实现各种数字逻辑功能，包括逻辑运算、计数器、状态机、数据处理等。
它还可以用于实现程序控制的功能，如数据通路、状态转移等。
此外，PLD还可以用于升级和修改数字电路设计，节省了重新设计电路的时间和成本。
PLD还可以用于原型验证，快速实现一个设计的验证模型，以便进行测试和修改。
总之，PLD是一种灵活、功能丰富的可编程逻辑器件，它通过可编程存储单元和开关电路实现逻辑功能的编程和实现。
它的应用范围广泛，包括数字系统控制、计算机内部的逻辑电路、通信电路、显示电路等。
PLD可编程逻辑器件-pld应用程序举例 精品
PLD段码显示library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity duanma isport(fff:out bit_vector(1 to 5); aaa:out bit_vector(1 to 5));end;architecture kk of duanma isbeginfff(1 to 5)<="11111";aaa(1 to 5)<="11111";end;PLD三个数加法编程library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity jw isport(in1,in2:in integer range 0 to 15; a,b:out std_logic_vector(1 to 7)); end;architecture gg of jw issignal he:integer range 0 to 45;beginhe<=in1+in2;with he selecta<="1111110" when 0|10|20|30|40, "0110000" when 1|11|21|31|41, "1101101" when 2|12|22|32|42, "1111001" when 3|13|23|33|43, "0110011" when 4|14|24|34|44, "1011011" when 5|15|25|35|45, "1011111" when 6|16|26|36, "1110000" when 7|17|27|37, "1111111" when 8|18|28|38, "1111011" when 9|19|29|39, "0000000" when others;with he selectb<="0000000" when 0<=he and he<=9,else "0110000" when 10<=he andhe<=19,else"1101101" when 20<=he andhe<=29,else"1111001" when 30<=he andhe<=39,else"0110011" when 40<=he andhe<=39,else"0000000" when others;end;PLD八个按键两个灯library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity guozi3 isport(in1,in2:in std_logic_vector(1 to 4); a,b:out std_logic_vector(1 to 8)); end;architecture gg of guozi3 isbeginwith in1 select"0110000" when "0001", "1101101" when "0010", "1111001" when "0011", "0110011" when "0100", "1011011" when "0101", "1011111" when "0110", "1110000" when "0111","1111111" when "1000", "1111011" when "1001", "0000000" when others;with in2 selectb<="0110000"when "0001", "1101101" when "0010", "1111001" when "0011", "0110011" when "0100", "1011011" when "0101", "1011111" when "0110", "1110000" when "0111", "1111111" when "1000", "1111011" when "1001", "0000000" when others;end;PLD顺序语句编程(0加到9) library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity jinchen isport(in1:in std_logic;a:out std_logic_vector(1 to 7));end;architecture gg of jinchen is signal ss:integer range 0 to 9; beginprocessbeginwait until in1='1';ss<=ss+1;if ss=10 thenss<=0;end if;end process;with ss selecta<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others;end;PLD矢量10个控制2个数码管library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity kongzhi2 isport (a:out bit_vector(1 to 7);b:in bit_vector(1 to 10));end;architecture ff of kongzhi2 is begina<="1111110"when b="1000000000"else"0110000"when b="010*******"else"1101101"when b="0010000000"else"1111001"when b="1001000000"else"0110011"when b="1000100000"else"1011011"when b="1000010000"else"1011111"when b="1000001000"else"1110000"when b="1000000100"else"1111111"when b="1000000010"else"1110011"when b="1000000001"else"0000000";end;PLD晶振50M控制数码管library ieee;use ieee.std_logic_1164.all; entity jinzheng isport(in50m:in std_logic;a:out std_logic_vector(1 to 7)); end;architecture gg of jinzheng is signal in1:std_logic;signal ss:integer range 0 to 9;signal count:integer range 0 to 25000000;beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=25000000 thencount<=0;in1<=not in1;end if;end process;processbeginwait until in1='1';ss<=ss+1;if ss=10 thenss<=0;end if;end process;with ss selecta<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others;end;PLD晶振50M自动跳变程序（0到59）library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity jiadxx isport(in50m:in std_logic;a,b:out std_logic_vector(1 to 7)); end;architecture gg of jiadxx issignal in1:std_logic;signal t,g:integer range 0 to 9;signal count:integer range 0 to 59 25000000;beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=25000000 thencount<=0;in1<=not in1;end if;end process;processbeginwait until in1='1';g<=g+1;if g=9 then if g=5 then 改变变量g<=0;t<=t+1;if t=5 thent<=0;end if;end if;end process;with g selecta<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others; with t selectb<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others;end;PLD（1-8数码管显示）第六个显示0 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity jiadxx isport(a:out std_logic_vector(1 to 7);b:out std_logic_vector(1 to 3)); end;architecture kk of jiadxx isbegina<="1111110"; --显示的数“0”b<="010"; --显示的位“第6位”end;PLD动态间隔1秒闪烁library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity jiadxx isport(in50m:in std_logic;b:out std_logic_vector(1 to 3);a:out std_logic_vector(1 to 7)); end;architecture gg of jiadxx issignal count:integer range 0 to 25000000;signal count_one:integer range 0 to 1; signal one_hz:std_logic;beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=25000000 thencount<=0;one_hz<=not one_hz;end if;end process;processbeginwait until one_hz='1';count_one<=count_one+1;if count_one=0 thenb<="000";elseb<="001";end if;end process;a<="1111110";end;PLD动态显示0 1 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity dz1121 isport(in50m:in std_logic;a:out std_logic_vector(1 to 7);b:out std_logic_vector(1 to 3));end;architecture gg of ningyi issignal in1:std_logic;signal count_c:integer range 0 to 3; signal count:integer range 0 to 2500; beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=2500 thencount<=0;in1<=not in1;end if;end process;processbeginwait until in1='1';count_c<=count_c+1;if count_c=1 thencount_c<=0;end if;end process;with count_c selecta<="1111110"when 0,"0110000"when 1，"0000000"when others;with count_c selectb<="000" when 0,"001" when 1,"111" when others;end;PLD数码管显示0－7 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity xian0-7 isport(in50m:in std_logic;a:out std_logic_vector(1 to 7);b:out std_logic_vector(1 to 3));end;architecture gg of xian0-7 issignal in1:std_logic;signal count_c:integer range 0 to 7; signal count:integer range 0 to 2500; beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=2500 thencount<=0;in1<=not in1;end if;end process;processbeginwait until in1='1';count_c<=count_c+1;case count_c iswhen 0=>b<="000"; －－a<="1111110"; when 1=>b<="001";a<="0110000"; when 2=>b<="010";a<="1101101"; when 3=>b<="011";a<="1111001"; when 4=>b<="100";a<="0110011"; when 5=>b<="101";a<="1011011"; when 6=>b<="110";a<="1011111"; when 7=>b<="111";a<="1110000";if count_c=7 thencount_c<=0;end if;end case;end process;end;PLD时钟显示library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity shizon isport(in50m: std_logic;a:out std_logic_vector(1 to 7);--段码b:out std_logic_vector(1 to 3));--位码end;architecture ff of shizon issignal count:integer range 0 to 250;--整数定义signal count_s:integer range 0 to25000;--半秒定义signalg1,g2,s1,s2,b1,b2:std_logic_vector(1 to 7);--变量范围signal one_hz:std_logic;--定义1赫兹信号signal one_s:std_logic;signal x:integer range 0 to 7;--signal gg1,gg2,ss1,ss2,bb1,bb2:integer range 0 to 9;beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=250 thencount<=0;one_hz<=not one_hz;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; count_s<=count_s+1; if count_s=25000 then count_s<=0;one_s<=not one_s; end if;end process;processbeginwait until one_hz='1'; x<=x+1;case x iswhen 0=>b<="000";a<=g1;when 1=>b<="001";a<=g2;when 2=>b<="010";a<="0000001"; when 3=>b<="011";a<=s1;when 4=>b<="100";a<=s2 ;when 5=>b<="101";a<="0000001"; when 6=>b<="110";a<=b1;when 7=>b<="111";a<=b2;x<=0;end case;end process;processbeginwait until one_s='1';gg1<=gg1+1;if gg1=9 thengg1<=0;gg2<=gg2+1;if gg2=5 thengg2<=0;ss1<=ss1+1;if ss1=9 thenss1<=0;ss2<=ss2+1;if ss2=5 thenss2<=0;bb1<=bb1+1;if bb1=9 thenbb1<=0;bb2<=bb2+1;end if;if bb1=3 and bb2=2 then bb1<=0;bb2<=0;end if;end if;end if;end if;end if;end process;with gg1 selectg1<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others; with gg2 selectg2<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"0000000" when others; with ss1 selects1<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others; with ss2 selects2<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"0110011" when 4,"1011011" when 5,"0000000" when others; with bb1 selectb1<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"1111001" when 3,"1011011" when 5,"1011111" when 6,"1110000" when 7,"1111111" when 8,"1111011" when 9,"0000000" when others; with bb2 selectb2<="1111110" when 0,"0110000" when 1,"1101101" when 2,"0000000" when others; end;PLD单个音符编程低2音library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ypyy isport(in50m:in std_logic;a:out std_logic);end;architecture gg of ypyy is signal in1:std_logic;signal count:integer range 0 to 25000000;beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=85034 thencount<=0;in1<=not in1;end if;end process;a<=in1;END;PLD双音符编程library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ypyy isport(in50m:in std_logic;a:out std_logic);end;architecture gg of ypyy issignal in1:std_logic;signal in2:std_logic;signal count:integer range 0 to 25000000;signal count_1:integer range 0 to 25000000;signal ys1s:integer range 0 to 50000000;signal jia1:integer range 0 to 1; beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=85034 then count<=0;in1<=not in1;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; count_1<=count_1+1; if count_1=63775 then count_1<=0;in2<=not in2;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; ys1s<=ys1s+1;if ys1s=50000000 then ys1s<=0;jia1<=jia1+1;end if;if jia1=0 thena<=in1;elsea<=in2;end if;end process;end;PLD 1-7音符编程（if语句）library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ypyy isport(in50m:in std_logic;a:out std_logic);end;architecture gg of ypyy issignal in1:std_logic;signal in2:std_logic;signal in3:std_logic;signal in4:std_logic;signal in5:std_logic;signal in6:std_logic;signal in7:std_logic;signal count:integer range 0 to 25000000;signal count_1:integer range 0 to 25000000;signal count_2:integer range 0 to 25000000;signal count_3:integer range 0 to 25000000;signal count_4:integer range 0 to 25000000;signal count_5:integer range 0 to 25000000;signal count_6:integer range 0 to 25000000;signal ys1s:integer range 0 to 50000000;signal jia1:integer range 0 to 7; beginprocessbeginwait until in50m='1';count<=count+1;if count=95419 thencount<=0;in1<=not in1;end if;end process;processbeginwait until in50m='1';count_1<=count_1+1;if count_1=85034 thencount_1<=0;in2<=not in2;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; count_2<=count_2+1; if count_2=75757 then count_2<=0;in3<=not in3;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; count_3<=count_3+1; if count_3=71633 then count_3<=0;in4<=not in4;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; count_4<=count_4+1; if count_4=63775 then count_4<=0;in5<=not in5;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; count_5<=count_5+1; if count_5=56818 then count_5<=0;in6<=not in6;end if;end process;processbeginwait until in50m='1';count_6<=count_6+1; if count_6=50607 then count_6<=0;in7<=not in7;end if;end process;processbeginwait until in50m='1'; ys1s<=ys1s+1;if ys1s=50000000 then ys1s<=0;jia1<=jia1+1;end if;if jia1=0 thena<=in1;end if;if jia1=1 thena<=in2;end if;if jia1=2 thena<=in3;end if;if jia1=3 then a<=in4;end if;if jia1=4 then a<=in5;end if;if jia1=5 then a<=in6;end if;if jia1=6 then a<=in7;end if;end process; end;。
可编程逻辑器件及应用 标度
可编程逻辑器件及应用标度可编程逻辑器件（PLD）是一种数字电路器件，它可以被编程以执行特定的逻辑功能。
PLD的应用范围非常广泛，从简单的逻辑门到复杂的数字信号处理器都可以使用PLD来实现。
在本文中，我们将探讨PLD的应用及其在标度方面的作用。
PLD的应用PLD的应用非常广泛，包括数字信号处理、通信、计算机网络、嵌入式系统等领域。
在数字信号处理方面，PLD可以用于实现数字滤波器、FFT、DCT等算法。
在通信方面，PLD可以用于实现调制解调器、编码解码器、协议转换器等。
在计算机网络方面，PLD可以用于实现路由器、交换机、网关等。
在嵌入式系统方面，PLD可以用于实现控制器、驱动器、传感器等。
PLD的标度应用PLD在标度方面的应用主要体现在两个方面：一是在数字电路设计中的应用，二是在数字信号处理中的应用。
在数字电路设计中，PLD可以用于实现逻辑门、时序电路、状态机等。
逻辑门是数字电路的基本组成部分，PLD可以用于实现各种逻辑门，如与门、或门、非门、异或门等。
时序电路是一种具有时序特性的数字电路，PLD可以用于实现各种时序电路，如时钟、计数器、触发器等。
状态机是一种具有状态转移特性的数字电路，PLD可以用于实现各种状态机，如有限状态机、Moore状态机、Mealy 状态机等。
在数字信号处理中，PLD可以用于实现数字滤波器、FFT、DCT等算法。
数字滤波器是一种用于信号处理的数字滤波器，PLD可以用于实现各种数字滤波器，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
FFT是一种用于信号处理的快速傅里叶变换算法，PLD可以用于实现各种FFT算法，如Cooley-Tukey算法、Radix-2算法等。
DCT是一种用于信号处理的离散余弦变换算法，PLD可以用于实现各种DCT算法，如DCT-I算法、DCT-II算法等。
PLD在数字电路设计和数字信号处理中都有着广泛的应用，它可以大大提高数字电路的设计效率和数字信号处理的速度。
可编程逻辑器件及应用 社会主义
可编程逻辑器件及应用社会主义可编程逻辑器件（PLD）是一种数字电路设备，它可以在不改变硬件设计的情况下重新编程以实现不同的功能。
PLD通常由可编程逻辑阵列（PLA）、可编程数组逻辑器件（PAL）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）组成。
PLD有许多应用，从简单的控制电路到复杂的计算机系统。
以下是几个常见的应用：1. 控制电路：PLD可以用于控制各种设备和机器，例如机械臂、自动售货机、智能家居等。
通过重新编程PLD，可以改变设备的工作方式和行为。
2. 数据传输：PLD可以用于数据传输和通信系统。
例如，在网络交换机中使用PLD来实现数据包转发和路由选择。
3. 数字信号处理：PLD可以用于数字信号处理，例如音频处理、图像处理和视频压缩等。
通过重新编程PLD，可以实现各种算法和信号处理技术。
4. 计算机系统：CPLD是一种专门设计用于计算机系统中的可编程逻辑器件。
它们通常用于控制总线接口、时钟管理、存储器控制等方面。
5. 测试和测量：PLD可以用于测试和测量设备，例如数字万用表、示波器和频谱分析仪等。
通过重新编程PLD，可以实现不同的测试和测量功能。
PLD在现代社会中的应用越来越广泛。
它们可以用于各种领域，包括工业控制、通信、医疗、航空航天和军事等。
PLD的优点是灵活性高、可重复使用性好、设计周期短等。
在社会主义建设中，PLD也有着重要的应用。
例如，在工厂自动化生产线中，PLD可以用于控制机器人和生产设备，提高生产效率和质量。
在交通运输领域，PLD可以用于控制交通信号灯和智能交通系统，提高道路安全和交通流畅度。
总之，PLD是一种非常有用的数字电路设备，在现代社会中具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和创新，PLD将继续发挥重要作用。
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CM
改成： 改成：
Control
CR
M=4 CON=7
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3 M15~0 16 CM
ms
RM
CP
COUNT
16
ADD
Q2 16 AND 16 A0 0 M
U Y 1 X
as bs
16
Q0 Q1 b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 A0 A1 0 M Y 1 U 2 X 3 A0 A1 0 M Y 1 U 2 X 3
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
1.3 数字系统设计方法论
1.3.1 自上而下的设计方法（TOP-DOWN) 自上而下的设计方法（ 用户要求 即：分成多级设计 系统功能和技术指标 第一级 系统极 算法设计 系统设计 构成系统框图， 构成系统框图， 第二级 确定功能块技术指标 功能级 实现各功能的算法 数据处理单元、 数据处理单元、控制器设计 给出具体逻辑图（硬件） 给出具体逻辑图（硬件） 第三级 逻辑设计 器件级
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
得逻辑框图： 得逻辑框图：
M1 M2 Ai
8
8选1 M 选 i 模拟 开关
8位 d7~d0 位 A/D 8 N1 转换
N2
P/S OUT 3选1 8 并行输出 选 转 MUX 串行输出
M8
8
控制 地址 控制单元
地址 控制
每0.1秒输出一个记录由控制器时钟速率调节。 0.1秒输出一个记录由控制器时钟速率调节。 秒输出一个记录由控制器时钟速率调节
理解题目： 理解题目： M8为 位信号，N1,N2也各为 位信号， 也各为8 1）M1 … M8为8位信号，N1,N2也各为8位信号，即一共 8+8+8=24信号并行输入 是8+8+8=24信号并行输入 题目要求将24位并行输入的信号改为串行输出， 24位并行输入的信号改为串行输出 2）题目要求将24位并行输入的信号改为串行输出，同 M8进行模数转换 以及将M,N1,N2 进行模数转换， M,N1,N2进行顺序 时将 M1 … M8进行模数转换，以及将M,N1,N2进行顺序 排列
算式中，共有4次乘法 次乘法， 次加 次加（ 整个M算式中，共有 次乘法，2次加（减）法。若乘法器 用加法电路实现，则共需6个加法器 个加法器。 用加法电路实现，则共需 个加法器。 则加法器就是一个关键部件， 则加法器就是一个关键部件，加法器的速度及价格就是决 定整个复数乘法电路的关键。 定整个复数乘法电路的关键。 从加法器开始设计，再配以适当的辅助电路及控制电路。 从加法器开始设计，再配以适当的辅助电路及控制电路。
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.2
根据算法，确定逻辑框图： 根据算法，确定逻辑框图：
a3a2a1a0 RA b3b2b1b0 8 MUX A 0 1 AND 8 ADD 8 RM 8 M 8
A COUNT 模4
左为数据 处理单元
右为控制 单元 CA CR CP
CON=3 Control
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
得控制流程图： 得控制流程图：
制冷开始 遥控器有 新指令？ 新指令？ No 测定室温 Yes 室温>设定温度? 室温>设定温度? No 制冷处理 暂停制冷 Yes
我们可由流程图， 我们可由流程图，根据控制信号 的要求，逐步导出电路的实施方案。 的要求，逐步导出电路的实施方案。
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
1.3.2 自下而上的设计方法 自下而上的设计方法（BOTTOM-TOP) 此方法的基本过程是： 此方法的基本过程是： 组件 较小的系统 相似的系统 相互连接 扩大 修改
集成电路.xls
作业
• 用t’触发器做一个8分频电路，分频后的 频率为原频率的1/28。 要求：算法描述； 算法流程图； 逻辑框图； 器件选择。
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
1. 系统数据流驱动设计
根据系统技术要求， 根据系统技术要求，以数据的流程为思路来推动 系统设计的进行。 例：设计一个数据采集系统
M1 M2 M8 N1 N2
数据 采集 系统
out
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
功能：把八路模拟信号 功能：把八路模拟信号M1 … M8与两路并行输入的数字信 以串行方式输出， 号（各8位）N1、N2，以串行方式输出，每0.1秒 位 秒 输出一个记录串，每一串共24位 其中前八位A 输出一个记录串，每一串共 位，其中前八位 i， 中间为N 最后位N 中间为 1，最后位 2 。Ai（8位）为模拟信号 i的 位 为模拟信号M 数字表示形式。 数字表示形式。 每输出8个记录为一个循环 依次输出M 个记录为一个循环， 每输出 个记录为一个循环，依次输出 1 … M8的 数字表示形式各一次。 数字表示形式各一次。
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
1.3.3 自关键部件开始设计 此方法是“自上而下” 此方法是“自上而下”与“自下而上”两种设 自下而上” 计方法的结合， 计方法的结合，先自上而下考虑系统可能采用的 方案和总体结构，然后先完成关键部件的设计， 方案和总体结构，然后先完成关键部件的设计， 最后再配置一些次要的辅助电路和控制电路。 最后再配置一些次要的辅助电路和控制电路。
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
例：设计一个复数乘法运算电路 A = ar + jai B = br + jbi M = A X B = (arbr – aibi) + (aibr + arbi)j = Mr + jMi 分别输出： 分别输出： (arbr – aibi) => Mr 和 (aibr + arbi) => Mi
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
1.3.4 系统信息流驱动设计 一般复杂的数字系统都是时序系统。 一般复杂的数字系统都是时序系统。 结构上可分为数据处理单元和控制单元两 部分， 部分，也就是存在着数据流和控制流两种信 息流。 息流。 所谓信息驱动设计方法就是根据数据流或 控制流的状况和流向进行系统设计。 控制流的状况和流向进行系统设计。
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
2. 系统控制流驱动设计
从用户要求出发， 从用户要求出发，由控制单元应该实施的控制过 程入手， 程入手，确定系统控制流程。 此设计方法一般较适宜于控制类型的系统。 此设计方法一般较适宜于控制类型的系统。 例：空调制冷子系统的设计 功能要求： 功能要求： 制冷开始后， 1）制冷开始后，等待遥控器的新指令 2）不断检测室温，以决定制冷的继续和停止 ）不断检测室温，
==>(N1,N2,D0,N1,N2,D1, · · · · · · ， N1,N2,D7）
根据数据流设计方法： 根据数据流设计方法：
1）首先选择M1 … M8信号中的一个 首先选择 被选中的M A/D转换成 位并行的数字量（ 转换成8 2）被选中的 i经A/D转换成8位并行的数字量（即Mi的 数字表示形式D=d7…d0 数字表示形式 依次把D 转换成串行方式， 3）依次把 ， N1 ， N2，转换成串行方式，组成一个 记录输出
指令分析 工作模式改变？ 工作模式改变？ No 温度改变？ 温度改变？ No 风速改变？ 风速改变？ No 风向改变？ 风向改变？ No Yes 改变风向 Yes Yes 改变设定温度 Yes 改变风速 制冷结束
CA
…
RA
… a7…a0
《数字系统种设计方法的利弊： 自上而下与自下而上两种设计方法的利弊： 验证—修改设计 自上而下：因设计过程遵循“设计—验证 修改设计—再验 自上而下：因设计过程遵循“设计 验证 修改设计 再验 的原则， 证”的原则，通常所获得的设计结果将能与所要 求的完全一致。（适合于各种档次应用人员， 。（适合于各种档次应用人员 求的完全一致。（适合于各种档次应用人员，包 括考试） 括考试） 但较难预测所要采用的电路结构及器件种类。 但较难预测所要采用的电路结构及器件种类。 自下而上： 自下而上： 设计方法是从具体的器件和部件开始，因设计者凭 设计方法是从具体的器件和部件开始， 经验和知识，对所用的器件或部件的性能较熟， 经验和知识，对所用的器件或部件的性能较熟，因 此能较快设计出所要求的系统。 此能较快设计出所要求的系统。 但由于设计是从低级别开始， 但由于设计是从低级别开始，系统结构可能不是最 佳的。（适合于高级熟练工作者） 。（适合于高级熟练工作者 佳的。（适合于高级熟练工作者）
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
例：设计一个带符号位的8位乘法器 设计一个带符号位的 位乘法器 A = asa7a6a5a4a3a2a1a0 B = bsb7b6b5b4b3b2b1b0 乘积 M = msm15m14m13…m1m0
as，bs，ms分别为 分别为A，B，M的符号位 的符号位 ms = as bs
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8
A/D
D0(d00,d01,d02,d03,d04,d05,d06,d07) D1(d10,d11,d12,d13,d14,d15,d16,d17) D2 D3 D4 ● ● ● D5 D6 D7 (d70,d71,d72,d73,d74,d75,d76,d77) N1 (n00,n01,n02,n03,n04,n05,n06,n07) N2 (n10,n11,n12,n13,n14,n15,n16,n17)
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3
类似软件的设计
总框 粗框 细框
《数字系统设计与PLD应用技术》 --- 第一章 1.3