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1、基于VHHDL的的复杂可可编程逻逻辑器件件（CPPLD）应应用技术术绪论CPLDD/FPPGA/ASIIC诞生生与发展展概述一常见见英文缩缩写解释释（按字字母顺序序排列）：ASICC: Apppliccatiion Speeciffic Inttegrrateed CCirccuitt. 专用IICCPLDD: Commpleex PProggrammmabble Loggic Devvicee. 复杂可可编程逻逻辑器件件EDA: Eleectrroniic DDesiign Auttomaatioon. 电子设设计自动动化FPGAA: Fieeld Proograammaablee Gaat
2、e Arrray. 现现场可编编程门阵阵列GAL: Genneriic AArraay LLogiic. 通用用阵列逻逻辑HDL: Harrdwaare Desscriiptiion Lannguaage. 硬件件描述语语言 IP: IInteelliigennt PProppertty. 智能模模块 PALL: Prrogrrammmablle AArraay LLogiic. 可可编程阵阵列逻辑辑 RTLL: Reegissterr Trranssferr Leevell. 寄存存器传输输级（描描述） SOCC: Syysteem OOn aa Chhip. 片上系系统 SLIIC: SS
3、ysttem Levvel IC. 系统统级ICC VHDDL: Veery higgh sspeeed iinteegraatedd ciircuuit Harrdwaare Desscriiptiion Lannguaage. 超高速速集成电电路硬件件描述语语言二硬件件描述语语言的诞诞生与发发展： 1.硬件描描述语言言的起源源： 人们 为了把把复杂的的电子电电路用文文字文件件方式描描述并保保存下来来，方便便他人了了解电路路内容，就就诞生了了最初的的硬件描描述语言言。经过过多种硬硬件描述述语言诞诞生与淘淘汰的演演变，当当前国内内外普遍遍使用的的主流硬硬件描述述语言只只有两种种：VHHDL和和
4、Verriloog HHDL。还还有ABBEL和和AHDDL等。2.VHHDL ： 以以ADAA语言为为基础，由由美国国国防高级级研究计计划局(DARRPA)开发。119855年完成成第一版版，19987年年成为IIEEEE标准(IEEEE10076)，19993年年增修为为IEEEE11164标标准并使使用至今今。19996年年又加入入电路合合成标准准程序和和规格，成成为IEEEE110766.3标标准。美美国国防防部规定定其为官官方ASSIC设设计语言言。 119955年，中中国国家家技术监监督局出出版的CCAD通通用技术术规范中中，推荐荐VHDDL为我我国硬件件描述语语言的国国家标准准。
5、 3.Veerillog HDLL： 以CC语言为为基础，由由GDAA(Gaatewway Dessignn Auutommatiion)公司的的Phiil MMoorrby创创建于119833年。119899年CAADENNCE公公司收购购了GDDA公司司，拥有有了Veerillog HDLL的独家家专利。于于19990年正正式发表表了Veerillog HDLL，并成成立OVVI(OOpenn Veerillog Intternnatiionaal)组组织推进进其发展展。19995年年CADDENCCE公司司放弃了了Verriloog HHDL专专利，使使之成为为IEEEE标准准(IEEE
6、E113644)。 4.关于于VHDDL与VVeriilogg HDDL的比比较： 不存存在优劣劣之分。相相同电路路用这两两种硬件件描述语语言分别别编码，长长度也大大体相同同。现在在常用的的各种仿仿真/综综合工具具均为二二者通用用。在日日本，VVHDLL用户略略多于VVeriilogg HDDL，例例如：NNEC，日日立，福福田电子子，丸文文等公司司通常习习惯使用用VHDDL；而而松下，CCASIIO等公公司习惯惯使用VVeriilogg HDDL。和和习惯有有关，一一个公司司通常习习惯于使使用其中中一种。VHDLL与其他他HDLL比较l VHHDL“告诉诉我你想想要电路路做什么么，我给给你提
7、供供能实现现这个功功能的硬硬件电路路”l VeerillogHHDL和VHHDL类类似l ABBEL、AAHDLL“告诉诉我你想想要什么么样的电电路，我我给你提提供这样样的电路路”5.国内内硬件描描述语言言书籍的的常见问问题：往往片片面夸大大某一种种硬件描描述语言言的长处处。书中的的例子尽尽管都声声称通过过了仿真真合成验验证，但但仍常见见一些语语法错误误，合成成时会出出现“错误”或“警告”。请大大家不要要过分相相信教科科书上的的语法。脱离实实际应用用，仅仅仅介绍最最基本的的概念和和语法规规定，虽虽有较复复杂的例例子但却却少有解解释，难难于理解解。对实实际应用用中至关关重要的的编码技技巧和避避免
8、出错错的注意意事项，却却往往只只字不提提。因此此，新手手入门往往往要走走很长的的弯路。6.硬件件描述语语言的近近期发展展： 目前前及今后后若干年年内，VVHDLL和Veerillog HDLL仍将是是硬件描描述语言言主角。因因为它们们已经经经过无数数应用实实例的验验证，能能够满足足各类复复杂的逻逻辑功能能要求，各各种配套套工具软软件也非非常成熟熟完善。至至于Sppec C, Sysstemm C等等新型硬硬件描述述语言，将将来成为为主流还还是被淘淘汰出局局，则与与语言本本身以及及各种配配套工具具软件是是否功能能更加强强大，使使用更加加简便，更更易于学学习掌握握，以及及与人们们已经习习惯的语语言
9、及工工具是否否有相似似性和延延续性等等因素有有关。 三电子子设计自自动化(EDAA)技术术的发展展： 上世世纪800年代，EEDA还还只能代代替手工工，画原原理图和和流程图图，设计计生产机机器可以以读懂的的印刷电电路板图图。到了了90年年代，出出现了AAlteera公公司的MMaxppluss 等CPPLD/FPGGA工具具软件，人人们可以以用Maaxpllus 在PCC机上设设计由众众多标准准逻辑芯芯片（如如74系系列等）组组成的电电路原理理图，然然后再用用它直接接进行波波形图仿仿真测试试，观察察验证电电路在各各种输入入情况下下的输出出信号波波形，及及内部各各点波形形，并得得到各点点的延时时
10、信息，和和电路“正常”，“警告”，“出错”等信息息。 最后，将将经过MMaxppluss 将验证证无误的的电路写写入CPPLD/FPGGA芯片片，放入入电路板板中进行行整机测测试，如如发现问问题，修修改原理理图，波波形仿真真后重写写CPLLD/FFPGAA ，重重新进行行整机测测试，直直至完全全正确为为止。整整机中既既可以使使用CPPLD/FPGGA也可可以制成成ASIIC芯片片（视批批量大小小而定）。MMaxppluss 的出现现，使电电子设计计自动化化(EDDA)技技术大大大向前推推进了一一步。 Maxxpluus 不仅支支持原理理图输入入,而且且还支持持VHDDL、 Verriloog
11、HHDL、以以及AHHDL等等文本输输入方式式，是目目前应用用比较广广泛的可可编程逻逻辑器件件开发软软件。Quarrtuss 是ALLTERRA公司司推出的的另一个个可编程程逻辑器器件开发发软件，它它支持原原理图输输入、VVHDLL、 VVeriilogg HDDL 和和AHDDL输入入方式。到了900年代后后期，由由于硬件件描述语语言的完完善，尤尤其是相相应的编编译，测测试，合合成，布布线等电电子设计计自动化化(EDDA)工工具软件件的发展展与完善善，硬件件描述语语言(HHDL)终于进进入了成成熟实用用阶段。这这无疑是是（数字字）电路路设计史史上最具具革命性性的飞跃跃。自此此，人们们实现了了
12、用简明明易懂的的高级编编程语言言设计复复杂硬件件电路的的梦想。只只要具备备一定的的硬件专专门知识识，就能能随心所所欲地设设计出功功能十分分强大的的专用智智能电路路，实现现了“以软代代硬”。 四、VHHDL编编程实例例：以真真值表为为依据，采采用数据据流描述述方式编编写的BBCD七段显显示译码码器的VVHDLL源代码码如下所所示，其其按总线线显示方方式的仿仿真波形形如图所所示。五、硬件件描述语语言(VVHDLL)的突突出优点点： 1.打破了了IC设设计者与与使用者者的界线线，使原原先的IIC使用用者在掌掌握了VVHDLL之后，都都变成了了IC设设计者，都都能够随随心所欲欲地设计计出具备备多个CC
13、PU功功能的复复杂专用用芯片。 2. VHHDL及及其配套套工具软软件简单单易学，直直观明了了，便于于迅速掌掌握，也也便于修修改。 3.极大地地缩短了了专用芯芯片的开开发周期期，降低低开发成成本，加加快了产产品更新新换代的的速度，提提高产品品的市场场竞争力力。 4. 大大缩缩小电路路板面积积和整机机体积，提提高产品品可靠性性，增强强产品功功能，实实现技术术保密。 5. 可可实现电电路设计计的模块块化和积积木式多多级组合合。各模模块均可可在今后后被重复复再利用用（调用用）。 6 . 完完全实现现拥有整整机的自自主知识识产权，不不再在关关键芯片片（专用用芯片）的的进口及及价格方方面受制制于人。这这
14、一点对对目前我我国尤为为重要。六、可编编程器件件的发展展： PRROM (EPPROMM, EEEPRROM) PPAL/GALL芯片（几几十个门门/200Pinn）FPPGA/CPLLD（八八十年代代中期，XXiliinx和和Altteraa公司推推出几十十几千个个通用IIC规模模的FPPGA芯芯片。目目前已发发展到数数千万门门/30000PPin/IC的的规模）。 系统芯片片SOCC (集集模拟信信号采集集/转换换/存储储/处理理/接口口/各种种 IPP电路于于一体，包包含模拟拟/数字字信号处处理电路路，存储储器，CCPU等等。) 注：IPP（也称称“核”corre） 是指由由硬件描描述语言言(HDDL)设设计，经经过实践践证明正正确无误误的“通用”硬件功功能模块块。用户户可以直直接使用用而不需需进行设设计/验验证。 例如：SSDRAAM(DDDR)读写控控制电路路；以太太网数据据收发电电路等等等。 七、HDDL/AASICC/EDDA的现现存问题题与未来来发展方方向： 1.硬件描描述语言言(HDDL) 的现存存问题与与未来发发展方向向
