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绪论1

第1章 可编程逻辑器件基础9

1．1 PLD的逻辑表示9

1．1．1 PLD中阵列及其阵列交叉点的逻辑表示9

1．1．2 PLD中基本逻辑单元的PLD表示11

1．2 逻辑阵列的PLD表示法应用举例14

第2章 通用阵列逻辑GAL16

2．1 GAL的结构及其工作原理16

2．1．1 GAL的基本阵列结构16

2．1．2 GAL的工作模式和逻辑组态20

2．1．3 GAL的编程24

2．1．4 GAL的输入缓冲器、输出三态缓冲器27

2．1．5 GAL的开发及使用中应注意的问题28

2．1．6 GAL器件使用中应注意的问题29

2．2 GAL的应用举例30

2．2．1 用GAL实现基本逻辑门的设计30

2．2．2 用GAL实现组合及时序混合的逻辑电路31

2．2．3 用GAL实现5位二进制计数器和N位任意进制计数器设计34

第3章 ABEL硬件描述语言40

3．1 ABEL-HDL语言用户源文件的基本结构41

3．1．1 模块开头语句42

3．1．2 标志语句42

3．1．3 标题语句42

3．1．4 声明语句42

3．1．5 逻辑描述语句46

3．1．6 测试向量语句50

3．1．7 结束语句51

3．2 ABEL语言的语法规范51

3．2．1 字符和数51

3．2．2 ABEL语言中字符和数的使用语法规则52

3．2．3 运算符、表达式与方程式53

3．2．4 输出使能控制语句57

3．3 ABEL语言处理程序简介58

3．4 编写测试向量技巧61

3．5 用ABEL语言实现逻辑设计举例62

第4章 VHDL硬件描述语言68

4．1 概述68

4．2 VHDL语言程序结构68

4．2．1 实体及实体说明71

4．2．2 类属说明和端口说明72

4．2．3 结构体及其描述方式73

4．2．4 库、程序包及其配置78

4．3 VHDL中的标识符、数据对象、数据类型及属性86

4．3．1 标识符(identifier)86

4．3．2 数据对象87

4．3．3 数据类型(data type)89

4．3．4 数据类型的转换92

4．4 VHDL语言中的运算符和操作符93

4．5 VHDL的主要语句及其在结构体描述中的应用96

4．5．1 进程语句(process statement)96

4．5．2 信号赋值语句(signal assignment statement)99

4．5．3 顺序描述语句103

4．5．4 过程及其函数115

4．5．5 GENERIC语句123

4．5．6 GENERATE语句124

4．5．7 BLOCK块语句127

4．5．8 COMPONENT语句和COMPONENT INSTANT语句131

4．5．9 VHDL源文件修改练习133

4．6 VHDL中属性的描述及定义语句137

4．6．1 数值类属性137

4．6．2 函数类属性139

4．7．1 用VHDL实现基本逻辑门的描述148

4．7 用VHDL实现基本逻辑电路设计148

4．7．2 常用组合逻辑电路单元的VHDL描述151

4．7．3 常用时序逻辑单元的VHDL描述161

4．8 典型数字系统设计167

4．8．1 用VHDL语言实现频率计的设计167

4．8．2 用VHDL语言实现数字钟设计182

第5章 复杂可编程逻辑器件CPLD198

5．1 Lattice公司的ispLSI/pLSI系列器件简介198

5．2 ispLSI/pLSI1000系列器件的内部结构199

5．2．1 ispLSI/pLSI1000系列器件的内部结构概述199

5．2．2 ispLSI/pLSI1000系列各部分的结构和功能200

5．3 ispLSI器件的编程205

5．3．1 ispLSI器件的编程单元205

5．3．2 ispLSI器件的编程接口206

5．3．3 ispLSI器件的编程206

5．4 Altera公司的MAX7000系列器件简介207

5．4．1 MAX7000系列器件的技术性能特点207

5．4．2 MAX7000S系列器件内部结构208

5．4．3 MAX7000系列器件的输出配置212

5．5 MAX7000系列器件的编程213

6．1 Xilinx公司的XC系列器件的技术性能简介214

第6章 现场可编程门阵列FPGA214

6．2 XCA000系列器件的内部结构215

6．2．1 XC4000系列的可配置逻辑块(CLB)215

6．2．2 输入/输出模块(IOB)220

6．2．3 内部互连资源(PI)221

6．2．4 片内振荡器223

6．3 XC4000系列器件的配置223

6．3．1 配置模式224

6．3．2 FPGA的配置过程225

6．4 Altera公司的FLEX系列器件技术性能简介226

6．5 FLEx10K系列器件的内部结构227

6．5．1 嵌入式阵列227

6．5．2 逻辑阵列229

6．5．3 I/O单元(IOE)231

6．5．4 快速互连通道(Fast Track)232

6．6 FLEX10K系列器件的配置233

6．6．1 主动串行配置234

6．6．2 被动配置234

7．2．1 设计初步236

7．2 ispDesignExpert系统的使用说明236

7．1 ispDesignExpert系统简介236

第7章 ispDesignExpert系统236

7．2．2 设计输入237

7．2．3 设计的功能仿真240

7．2．4 设计实现243

7．3 ispDesignExpert系统的设计技巧245

7．3．1 元件符号说明246

7．3．2 创建模块符号246

7．3．3 编辑元件符号247

7．3．5 VHDL语言设计输入249

7．3．4 层次设计浏览器249

第8章 MAX+PIusⅡ开发系统252

8．1 MAX+plusⅡ开发系统简介252

8．2 MAX+plusⅡ开发系统设计入门252

8．2．1 设计输入252

8．2．2 编译设计项目256

8．2．3 设计校验258

8．2．4 器件编程263

8．3 MAX+plusⅡ系统设计技巧263

8．3．1 创建元件符号263

8．3．2 元件库使用265

8．3．3 宏向导265

8．3．4 文本设计输入方法266

第9章 Xilinx Folindation F1.5系统269

9．1 Xilinx Foundation F1.5系统简介269

9．2 Xilinx Foundation F1.5系统设计入门269

9．2．1 创建新的工程269

9．2．2 创建、编辑原理图文件271

9．2．3 功能仿真275

9．2．4 设计实现277

9．2．5 时序仿真279

9．2．7 器件编程281

9．2．6 时序分析281

9．3 Xilinx Foundation F1.5系统设计技巧283

9．3．1 库元件符号简介283

9．3．2 创建用户元件符号284

9．3．3 VHDL语言设计方法286

第10章 可编程ASIC开发过程和设计实例289

10．1 数字系统设计流程289

10．2 可编程ASIC的开发过程290

10．3 交通信号灯控制器291

10．3．1 交通信号灯控制器功能291

10．3．2 交通信号灯控制器的设计方案291

10．3．3 利用ispEXPERT Design系统设计实现交通信号灯控制器292

10．4．1 频率计的功能298

10．4 数字频率计298

10．4．2 频率计的设计方案299

10．4．3 利用MAX+plusⅡ系统设计实现频率计299

10．5 数字钟304

10．5．1 数字钟的功能304

10．5．2 数字钟设计方案304

10．5．3 用Xilinx Foundation系统设计实现数字钟305

11．1 概述312

11．2 EDA-Ⅲ系统主要构成312

第11章 可编程ASIC实验系统和可编程模拟器件PAC312

11．3 系统使用说明313

11．4 EDA-Ⅲ系统子板接入318

11．5 可编程模拟器件PAC20子板318

11．5．1 可编程模拟器件简介318

11．5．2 ispPAC10器件内部结构和性能318

11．5．3 ispPAC20器件内部结构和性能319

11．5．4 可编程模拟器件的开发工具320

11．6 PAC20子板322

11．7 常用可编程器件引脚323

参考文献326