Г52 Программируемые логические интегральные схемы фирмы Altera : учеб. пособие по дисциплине «Технология и схемотехника средств управления в технических системах» / В. В. Глазков. <...> ISBN 978-5-7038-3839-6 Рассмотрены особенности программируемых логических интегральных схем фирмы Altera, основы языка описания аппаратуры VHDL, использование пакета проектирования AldecHDL. <...> Использование пакета Active-HDL для создания описаний устройств на языке VHDL и моделирования их работы . <...> Рассмотрены два семейства: CPLD MAX3000A и FPGA Cyclone II фирмы Altera, особенности их архитектуры и краткие характеристики важнейших элементов. <...> Третья глава посвящена возможностям инструментальной среды для разработки цифровых устройств (пакета Active-HDL фирмы Aldec). <...> Проведено имитационное моделирование их работы посредством тестовых воздействий. <...> Каждая макроячейка может рассматриваться как программируемая матрица И и фиксированная матрица ИЛИ. <...> Схема управления регистром обеспечивает независимо программируемые сигналы синхронизации (clock), разрешения синхронизации (clock enable), сброса (clear) и предустановки (preset). <...> Архитектура семейства МАХ3000А Архитектура описываемых микросхем включает следующие элементы: • блоки логических массивов (LABs); • макроячейки (makrocells); • разделяемые (shareable) и параллельные (parallel) расширители; 9 • программируемую матрицу соединений (PIA); • управляемые блоки ввода/вывода (I/O control blocks). <...> Микросхемы MAX3000A имеют четыре специализированных выделенных вывода (dedicated pin), которые могут использоваться как входы общего назначения или входы высокоскоростных глобальных управляющих сигналов (синхронизации — clock, сброса — clear и двух сигналов разрешения выхода — enable), для каждой макроячейки и контакта ввода/вывода I/O. <...> Укрупненная структурная схема внутренней архитектуры микросхем MAX3000A приведена на рис. <...> 10 На каждый LAB-блок поступают следующие сигналы: • 36 сигналов матрицы соединений, используемых для логических входов общего назначения; • глобальные сигналы <...>
Программируемые_логические_интегральные_схемы_фирмы_Altera.pdf
УДК 621.382 (075.8)
ББК 32.844
Г52
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/173/book93.html
Факультет «Специальное машиностроение»
Кафедра «Автономные информационные и управляющие системы»
Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. Н.Э. Баумана
в качестве учебного пособия по дисциплине «Технология и схемотехника
средств управления в технических системах»
Рецензенты:
д-р техн. наук. доцент Р.Н. Акиншин,
канд. техн. наук. доцент В.В. Вельтищев
Глазков В. В.
Г52
Программируемые логические интегральные схемы фирмы
Altera : учеб. пособие по дисциплине «Технология и схемотехника
средств управления в технических системах» /
В. В. Глазков. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. —
133, [3] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-3839-6
Рассмотрены особенности программируемых логических
интегральных схем фирмы Altera, основы языка описания аппаратуры
VHDL, использование пакета проектирования AldecHDL.
Приведены примеры описания цифровых устройств на
языке VHDL и их функциональная верификация.
Для студентов, обучающихся по специальности «Управление
в технических системах».
УДК 621.382 (075.8)
ББК 32.844
ISBN 978-5-7038-3839-6
2
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014
Оформление. Издательство
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений ......................................................................................... 4
Введение .......................................................................................................... 5
Глава 1. Обзор программируемых логических
интегральных схем фирмы Altera .................................................. 8
1.1. Обзор CPLD семейства МАХ3000А ................................................... 8
1.2. Архитектура семейства МАХ3000А .................................................. 9
1.3. Обзор FPGA семейства Cyclone II ................................................... 18
1.4. Архитектура семейства Cyclone II ................................................... 18
Глава 2. Основы языка VHDL .................................................................... 29
2.1. Исторический экскурс ...................................................................... 29
2.2. Интерфейс и архитектура объекта ................................................... 30
2.3. Библиотеки и пакеты ........................................................................ 32
2.4. Идентификаторы в языке VHDL ..................................................... 33
2.5. Объекты языка VHDL ...................................................................... 34
2.6. Типы данных ..................................................................................... 38
2.7. Атрибуты ........................................................................................... 40
2.8. Операции языка VHDL ..................................................................... 41
2.9. Последовательные операторы .......................................................... 43
2.10. Параллельные операторы .............................................................. 48
2.11. Структурное и поведенческое описание цифровой системы ..... 52
2.12. Особенности моделирования описаний и синтеза
схем по описаниям на языке VHDL .............................................. 56
Глава 3. Использование пакета Active-HDL для создания описаний
устройств на языке VHDL и моделирования их работы ............ 60
3.1. Знакомство с пакетом Active-HDL .................................................. 60
3.2. Задание внешних воздействий с помощью стимуляторов ............ 80
3.3. Альтернативные способы задания внешних воздействий ............. 90
3.4. Инструменты, повышающие эффективность создания
HDL-моделей .................................................................................... 94
Глава 4. Примеры VHDL-проектов цифровых устройств ...................... 103
4.1. Комбинационные схемы ................................................................ 103
4.2. Элементы с памятью ....................................................................... 119
Литература .................................................................................................... 135
3
Стр.3