應(yīng)用CPLD實(shí)現(xiàn)交通控制系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)

摘要：介紹可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)和開發(fā)軟件MAX+PLUSII主要特點(diǎn)，以交通控制系統(tǒng)電路芯片設(shè)計(jì)為例，敘述自頂向下的設(shè)計(jì)方法。

集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了從小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模集成的過程，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多特定功能的專用集成電路(ASIC)應(yīng)用日益廣泛，用戶迫切希望根據(jù)自身設(shè)計(jì)要求自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字電路。復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD(Complex

Programmable LOGIC Devices)順應(yīng)了這一新的需要。它能將大量邏輯功能集成于1個(gè)芯片中，其規(guī)?？蛇_(dá)幾十萬或上百門以上。用CPLD開發(fā)的數(shù)字系統(tǒng)個(gè)有容量大、速率快、成本低的特點(diǎn)，且開發(fā)靈活、開發(fā)周期短。

1 器件結(jié)構(gòu)和開發(fā)軟件

1.1FLEX10K簡介

FLEX系列可編程邏輯器件是美國Altera公司主力推出的產(chǎn)品。FLEX10K是該系統(tǒng)器件中的典型代表。與許多PLD器件一樣，它有在線可配置(ISR)功能和高密度、高速度的優(yōu)點(diǎn);作為工業(yè)界第1個(gè)嵌入式PLD，它還采用重復(fù)可構(gòu)造的CMOS

SRAM工藝，把連續(xù)的快速通道互連與獨(dú)特嵌入式陣列結(jié)構(gòu)相結(jié)合，來完成普通門陣列的宏功能。每個(gè)FLEX10K器件還1包括個(gè)嵌入式陣列和1個(gè)邏輯陣列，能讓設(shè)計(jì)人員輕松地開發(fā)集成存儲(chǔ)器、數(shù)字信號(hào)處理器及特殊邏輯功能等強(qiáng)大的功能于一身的芯片。圖1為其結(jié)構(gòu)圖。FLEX10K主要由邏輯陣列(logic

array)、嵌入式陣列(EAB)構(gòu)成。其中，邏輯陣列是由多個(gè)邏輯陣列塊(LAB)組成的，而每個(gè)邏輯陣列塊(LAB)又包含8個(gè)邏輯單元(logic

element)，在每行、列互連通道的兩端都有輸入/輸出單元(IOE)。

1.2 MAX+PLUSII開發(fā)軟件特點(diǎn)和設(shè)計(jì)流

用CPLD實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路，關(guān)鍵技術(shù)是必須有一個(gè)優(yōu)秀的開發(fā)軟件。Altera公司的開發(fā)軟件MAX+PLUS

II界面豐富，使設(shè)計(jì)靈活、方便、高效。

(1)開放的界面

MAX+PLUS II軟件可與其它工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)輸入、綜合與校驗(yàn)工具相連接。設(shè)計(jì)人員可以使用Altera或標(biāo)準(zhǔn)EDA設(shè)計(jì)輸入工具來建立邏輯設(shè)計(jì)，對(duì)器件設(shè)計(jì)進(jìn)行編譯，并能使用Altera或其EDASF校驗(yàn)工具進(jìn)行器件仿真。