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1、毕业设计（论文）题目： 简易计算器的PLD实现 本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 简易计算机的PLD实现 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 年 月 日xx大学xx学院机 电系 电子信息工程 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：、 题目 简易计算器的PLD实现 、专题 二、课题来源及选题依据 随着基于PLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息
2、、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。随着技术市场和人才市场对EDA的需求不断提高，本毕业设计课题就围绕此中心展开工作。三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1两个无符号的8位二进制的相加； 2两个无符号的8位二进制的相减（被减数=减数）； 3两个无符号的4位二进制的相乘； 四、接受任务学生： 班 姓名 五、开始及完成日期：自 年 月 日 至 年 月 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名 签名 签名教研室主任学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名xxxx年xx月xx日摘 要电子设计自动化（EDA）的实现是与CPLD/FPGA技术的迅速发展息息相关的。CPLD/FP
3、GA是80年代中后期出现的，其特点是具有用户可编程的特性。利用PLD/FPGA，电子系统设计工程师可以在实验室中设计出专用IC，实现系统的集成，并且具有静态可重复编程或在线动态重构特性，使硬件的功能可像软件一样通过编程来修改，极大地提高了电子系统的灵活性和通用能力。近年来，电子技术飞速发展，数字电路中PLD（可编程逻辑器件)是目前应用最灵活的器件，而MAX + PLUS（复阵列矩阵及可编程逻辑用户系统)是专为开发74等系列器件的软件中最成熟，功能最全面，适用范围非常广泛的软件之一。本次设计主要采用74系列器件，在MAX + PLUS中完成电路的设计和完善，并在此软件中进行仿真，设计者可以直观地
4、测试其逻辑功能及性能指标。关键词：自动化；可编程逻辑器件；复阵列矩阵及可编程逻辑用户系统AbstractElectronic design automation(EDA) realization and the fast development of CPLD/ FPGA technique are vitally related. CPLD/FPGA arises from the middle and later stage of 80 age, whose feature is having user programmable character. Using CPLD/FPGA, el
5、ectronic system design engineers can design dedicated IC in the laboratory so that realize systematic integration, and it has static repeatedly programmable and online dynamic rebuilded character, and makes the function of hardware can amend by programming like software, which improves the flexibili
6、ty and universal ability of electronic system vastly.In recent years, electronic technique has developed fast, in digital circuit PLD(Programmable Logic Device) application is the most flexible device now, but MAX + PLUS(plural array matrix and programmable logic user system)is one of the maturest,
7、the most overall functional software whose suitable range is very widespread. This design mainly uses 74 series of device to complete the design and improvement of circuit in MAX + PLUS,and simulates in this software, the designer can test its logic function and performance index ocularly.Key words:
8、 automation; Programmable Logic Device; plural array matrix and programmable logic user system29目 录1 绪论11.2 PLD的发展史11.3 PLD的分类21.4 各类PLD的结构及特点21.4.1 PAL器件31.4.2GAL器件31.4.3 FPGA31.5 PLD设计步骤31.5.1 设计构思41.5.2 选择器件型号41.5.3 列写源文件41.5.4 对器件编程41.6 MAXplus软件相关介绍41.7本文的目的52 分析与设计62.1课题内容62.2 总体设计62.2.1 总体设计思
9、路62.2.2 总体设计框图62.3单元电路设计72.3.1输入部分72.3.2 加/减法器部分112.3.3 乘法器部分172.3.4 显示输出部分182.4整体电路的设计182.5 VHDL语言213 结论与展望233.1结论233.2不足之处及对未来的展望23致 谢24参考文献25附 录26简易计算机的PLD实现1 绪论当今世界，科学技术飞速发展，电子产品日新月异，新的器件不断涌现。仅就逻辑器件这一小小的“家族”而言，短短儿十年的时间就己经发生了翻天覆地的变化，从每片只有儿十个组件的小规模逻辑集成电路发展到在一块不到几个mm2的芯片上就拥有十几万、几十万甚至更多组件的大规模和超大规模集成
10、电路，而且器件的性能始终在飞速提高，而价格却在急剧下降。与此同时，大批新结构、新工艺、新功能的新型产品也在不断投放市场。可编程逻辑器件（PLD）就是逻辑器件这一“家族”中的一个别具特色的新成员。1.1 PLD概论在微处理器及内存等方面，已有了超大规模集成电路（VLSI），在逻辑器件方面出现了专用集成电路ASIC芯片，作为ASIC一个分支的可编程逻辑器（PLD）是近几年发展起来的一种实用硬件技术。它属于集成电路的一种，具有集成度高、成本低、设计灵活和保密性好等特点，现已广泛应用于计算机、通信、信号处理、工业控制等方面。在我国随着改革开放的步伐加快和经济建设的迅速发展，对PLD器件的需求已越来越大
11、。PLD几乎能满足数字系统和自动控制系统等各方面的要求，小至编码器，译码器，计数器以及寄存器等各种组合电路和时序电路；大至微处理器系统、存储控制、图形图像处理系统、总线接口、通信、外围设备、工业控制以及军用系统等，PLD都显示出良好的适应性。我国ASIC的设计和生产能力都比较薄弱，而绝大多数电子产品的密度和速度不是太高，批量也比较小。因此，广泛使用PLD器件是非常适合提高我国电子产品性能和竞争能力的主要技术措施之一，应当大力普及推广。1.2 PLD的发展史历史上，可编程逻辑器件经历了从PROM、P LA、P AL、G AL、E PLD、C PLD和FPGA等的发展过程，在结构、工艺、集成度、功
12、能、速度和灵活性方面都有很大的改进和提高。可编程逻辑器件大致的演变过程如下:1.七十年代，熔丝编程的PROM和PAL器件是最早的可编程逻辑器件。2.七十年代末，AMD公司开始推出PAL器件。3.八十年代初，Lattice公司发明可电擦写的、比PAL使用更灵活的GAL器件。4.八十年代中期，Xilinx公司提出现场可编程概念，同时生产了世界上第一片FPGA器件。同一时期，Altera公司推出EPLD器件，较GAL器件有更多的集成度，可以用紫外线或电擦除。5.八十年代末，Lattice公司又提出在系统可编程技术，并且推出了一系列具备在系统可编程能力的CPLD器件。6.进入九十年代后，可编程逻辑集成
13、电路技术进入飞速发展时期。1.3 PLD的分类可编程逻辑器件种类较多，工艺上采用CMOS, TTL , ECL技术，并不断向更高速、更高密度、更强功能、更灵活的方向发展。可编程逻辑器件PLD主要有以下几种: 可编程只读存储器PROM (Programmable Read Only Memory) ； 可编程逻辑数组PLA (Programmable Logic Array)； 可编程数组逻辑PAL (Programmable Array Logic)； 通用数组逻辑 GAL (Generic Array Logic) ； 现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)； 其它可编程逻辑器件，如可编程逻辑时序机PLS、可编程多路转接器PMUX、可编程二极管矩阵PDM等。它们之间的关系可见图1.1：图1.1 几种PLD的相互关系集成度是集成电路的一项重要指标，如果从集成度上分类，可分为低密度可编程逻辑器件(LDPLD)和高密度可编程逻辑器件(LDPLD)。历史上，GAL22VIO是简单PLD和复杂PLD的分水岭，一般也按照GAL22VIO芯片的容量区分为LDPLD和HDPLD. CAL22VIO的集成度根据制造商的不同，大致在500门/750门之Ifb1。如果按照这个标准，PROM, PLA, PAL, GAL器件属
