在系统可编程技术简介前言数字系统的发展:(1)分立元件(2)小规模集成电路SSI(逻辑门、触发器)(3)中规模电路MSI(译码器、数据选择器、计数器、寄存器等通用功能单元）(4)大、超大规模电路LSI、VLSI（单片微处理器、DSP数字信号微处理器，嵌入式系统等）(5)专用集成电路ASIC满足某种特殊需要的单片集成数字系统*由用户在计算机工作站平台上开发设计、到厂家定制的流片（系统规模大、初投资大）*由用户在PC机平台上设计，用可编程器件实现。（规模较小）数字系统设计技术的发展:传统的从单元到系统(从下到上)逐级整合→现代的从系统到单元(从上到下)的逐级细化电路级的设计→芯片级(片上系统)的设计人工设计为主→计算机辅助设计为主成为EDA(ElectronDesignAutomation)技术的支柱之一数字系统设计的传统方法:(1)根据功能要求画设计图纸(2)选择MSI器件(3)在面包板上连接电路做试验(4)做印刷电路板(5)焊接电路(6)系统总调需要修改设计则重复步骤(4)(5)(6)缺点:(1)开发周期长(2)开发投入高(3)保密性差采用可编程技术的数字系统设计方法:(1)在计算机平台上设计满足功能要求的逻辑图或文本文件(硬件描述语言)(2)编辑仿真源文件对设计进行仿真测试，如不符合功能要求，重新修改设计。(3)逻辑设计符合功能要求后，由计算机对设计文件进行编译并进行器件适配，生成配置文件*.SOF。(4)将配置文件通过计算机的并行口下载到安装在电路中的可编程器件（PLD）中(5)系统总调(6)若修改设计,只需重新编译、适配、下载。可编程技术使用户能够在无需从印制线路板上拆下器件的情况下，改变芯片的逻辑内容。这种技术能大大缩短电子系统设计周期，简化生产流程，降低生产成本，并可在现场对系统进行逻辑重构升级。可编程技术的发展，使硬件随时能够改变组态，实现了硬件设计软件化，使硬件修改变得像软件修改一样方便，系统的可靠性也因此而提高，革命性地改变了电子系统设计的传统概念和方法。一、PLD器件1、PLD器件的基本结构和类型1.2、可编程器件的基本类型*低密度可编程器件（LDPLD）PROM----ProgrammableReadOnlyMemoryPLA-------ProgrammableLogicArrayPAL-------ProgrammableArrayLogicGAL--------GenericArrayLogic需用专用的编程装置类型*高密度可编程器件（HDPLD）(1)CPLD------ComplexProgrammableLogicDevice内部结构以可编程的通用逻辑块（GLB）为基础，密度在数千门之间。可编程的联线集中在一个全局布线区（集总布线区GRP）。编程原理基于半导体物理结构，所以断电后编程信息能保存。CPLD基本内部结构(2)FPGA------FieldProgrammableGateArray内部结构以基本门单元为基础，构成门单元阵列，密度在上万门之间。可编程的联线分布在门单元与门单元之间的布线区。这种结构一般称为FPGA（现场可编程门阵列）。编程原理基于电路的逻辑记忆功能，断电后编程信息消失。FPGA基本结构RETURN优点:功能集成度高设计灵活，电路可反复修改重构。工作速度高，可达数百兆。设计方便，借助计算机辅助，实现电路设计、模拟仿真等烦琐的工作。保密性强。2、编程方法熔丝编程的PROM（一次性编程）PN结击穿法PROM（一次性编程）可擦除PROM，简称EPROM（需编程器，紫外光擦除）电可擦除的EPROM或E2PROM（无需编程器，上百次编程）3、目前国内教学中应用较多的HDPLD有:公司产品型号举例支持辅助设计软件Latticeisp1000系列ispEXPERTAlteraFLEX10K系列QuartusII4.2XilinxVirtex系列ISE6.3二、FLEX10K系列简介1、FLEX10K系列器件的基本结构FLEX10K外围接口图2、Altera公司ISP器件的开发环境软件平台：QuartusII主要功能:(1)设计输入（原理图方式或硬件描述语言方式）(2)编译(逻辑综合，检查设计规则是否正确)(3)仿真（供设计者判断逻辑是否正确）(4)器件适配（产生具体器件的编程数据文件）(5)下载计算机通过并行口、编程电缆将器件编程数据文件（*.sof或*.pof文件）下载到在用户系统中的ISP器件中去。其他公司的开发环境基本相似，只是界面有所不同三、LP-2900实验装置介绍LP-2900实验装置的总体构成（5）键盘：具有一个3*