Lattice公司的系统内可编程PLD

文章摘要： 2.设计输入方法 由于六路光电编码器输入模块电路的分模块较多，因此，设计输入方法主要采用Lattice公司提供的数字系统设计软件ispEXPERT绘制原理图设计。根据各个模块的不同，分别采用ABEL语言编写测试向量，和绘制测试输入波形的方法，完成仿真测试。使用Lattice提供的编程板完成对器件的编程。 3.结构设计 由于电路模块多，于是采用层次化设计。设计时，建立一个顶层文件，其中描述各个逻辑模块、接口和模块之间的连接关系说明以及管脚分配。各个单元模块，建立为自定义元件。数字滤模块由D触发器、JK触发器和逻辑门搭成。监相电路使用系统库中逻辑门元件搭成。产生正负计数脉

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    2.设计输入方法

    由于六路光电编码器输入模块电路的分模块较多，因此，设计输入方法主要采用Lattice公司提供的数字系统设计软件ispEXPERT绘制原理图设计。根据各个模块的不同，分别采用ABEL语言编写测试向量，和绘制测试输入波形的方法，完成仿真测试。使用Lattice提供的编程板完成对器件的编程。

    3.结构设计

    由于电路模块多，于是采用层次化设计。设计时，建立一个顶层文件，其中描述各个逻辑模块、接口和模块之间的连接关系说明以及管脚分配。各个单元模块，建立为自定义元件。数字滤模块由D触发器、JK触发器和逻辑门搭成。监相电路使用系统库中逻辑门元件搭成。产生正负计数脉冲，用于可逆计数器计数。

    每路信号需要通过16位可逆计数器，对编码器的信号进行计数，计数结果保留在计数器内。16位可逆计数器模块采用系统元件库中的2个带有输出锁存的8位可逆计数器GBUD8宏模块搭成。直接选取系统宏单元模块，可以减少设计工作量，节省GLB单元空间，资源利用率高。由于ispLSI器件的特点要求，采用多路开关DMUX82作为选通方式。

    选用两个8位三态输出门OT38输出16位数据。

    结构设计过程中，以逻辑单元、库元件为单位如逻辑门、寄存器、计数器等，选择适用的库元件完成电路，而有别于传统器件设计方法以元器件为单元。设计更为直接简单。在设计中可以同时完成仿真工作，不需要另搭接电路板进行仿真试验。

PLD设计流程

    通过应用总结设计流程如下：

    1.设计准备：首先定义I/O端口，目的是选择合适的器件。然后进行逻辑划分，按电路形式划分为若干模块，尽量以宏单元模块方式进行划分。

    2.设计输入：由设计者对器件的逻辑功能进行描述，可以用原理图方法，也可以用HDL硬件描述语言（如ABEL-HDL，CUPL和MINC-HDL语言）来输入。

    3.设计实现：将设计输入文件进行编译最后生成熔丝图。包括优化、合并、映射、布局、嘏线和数据文件生成六步。

    4.器件编程：设计编译好后，将数据文件下载到可编程器件中。IspLSI器件可在线路板上编程；也可以在专用编程器上编程。

    5.设计校验：在设计过程中，同时进行校验过程。包括了功能仿真、时序仿真和器件测试。
其设计流程图如图2所示。

PLD性能评价

    E2CMOS工艺和ISP技术结合的ispLSI器件有高逻辑密度、低功耗，擦除和改写时间为秒数量级，具有100%的参数可测试性和100%的编程和功能正确率。E2CMOS工艺的非易失性意味着在掉电或上电后不需要对器件重新进行编程，另外它无需采用附加存储器件来保存逻辑组态数据。器件内的保密位，可以防止对器件内编程内容的非法复制。商业级的可编程逻辑器件在0～70℃范围内，均可进行编程，至少可以保证1000次编程或者擦除，以及20年的编程数据保持期。

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