还剩27页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
《可编程逻辑电路》课件PPT•可编程逻辑电路概述contents•可编程逻辑电路的基本原理•可编程逻辑电路的设计方法目录•可编程逻辑电路的实现技术•可编程逻辑电路的发展趋势•可编程逻辑电路的实验与项目设计可编程逻辑电路概01述可编程逻辑电路的定义可编程逻辑电路是一种数字电路,通过编程可以实现对输入信号的逻辑处理和运算,并产生相应的输出信号可编程逻辑电路主要由可编程逻辑门、触发器、寄存器等基本逻辑单元组成,通过编程将这些基本单元连接起来,实现特定的逻辑功能可编程逻辑电路的特点可编程可靠性高通过编程可以实现对可编程逻可编程逻辑电路的逻辑功能由辑电路的配置,实现不同的逻软件控制,不易受到物理环境辑功能的影响,具有较高的可靠性灵活性高集成度高可编程逻辑电路可以通过不同可编程逻辑电路可以实现复杂的编程方式实现不同的逻辑功的逻辑功能,同时具有较小的能,具有很高的灵活性体积和功耗,集成度高可编程逻辑电路的应用数字信号处理可编程逻辑电路可以实现对数字信号的滤波、频谱分析等处理,广泛应用于通信、雷达等领域数字控制系统可编程逻辑电路可以实现对数字控制系统的控制算法实现,广泛应用于工业自动化领域数字图像处理可编程逻辑电路可以实现对数字图像的处理和识别,广泛应用于安防、医疗等领域可编程逻辑电路的02基本原理逻辑门电路逻辑门电路是可编程逻辑电路常见的逻辑门电路有与门、或逻辑门电路的输入和输出信号的基本单元,用于实现逻辑运门、非门、与非门、或非门等只有两种状态,即高电平
(1)算和低电平
(0)触发器触发器是可编程逻辑电路中的存常见的触发器有RS触发器、D触触发器有两个稳定状态,即0态储单元,用于存储二进制数据发器、JK触发器和T触发器等和1态,在外部信号的作用下可以实现状态的翻转寄存器寄存器是可编程逻辑寄存器具有数据输入电路中的一种存储单端、数据输出端、时元,用于存储二进制钟信号输入端和清零数据端等寄存器由多个触发器组成,可以存储多位二进制数据存储器存储器是可编程逻辑电路中的一种存储单元,用于存储大量的二进制数据根据存储方式的不同,存储器可以分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)存储器由多个存储单元组成,每个存储单元可以存储一位二进制数据可编程逻辑电路的03设计方法硬件描述语言VHDL(VHSIC硬件描述语言)01一种用于描述数字电路和系统的标准硬件描述语言,具有丰富的库函数和强大的描述能力Verilog02一种用于描述数字电路和系统的硬件描述语言,广泛应用于数字系统设计和验证SystemVerilog03一种用于系统级设计和验证的硬件描述语言,集成了仿真和测试平台的功能逻辑合成将高层次的逻辑设计转换为低层次的考虑电路的面积、速度和功耗等约束门级网表,以便于进行物理实现条件,进行优化设计利用逻辑合成工具将硬件描述语言代码转换为门级网表,优化电路的结构和性能逻辑优化对门级网表进行优化,以减小电优化策略包括删除冗余的逻辑门、通过逻辑优化,可以减小芯片的路的面积、降低功耗和提高性能合并逻辑门、优化连线等面积和功耗,提高系统的性能和可靠性布局与布线布局将逻辑门按照一定的规则放置在芯片上,以便于连线布线根据布局结果,将各个逻辑门之间的连线进行规划,确保信号传输的可靠性和效率可编程逻辑电路的04实现技术FPGA(现场可编程门阵列)总结词FPGA是一种集成电路,其内部逻辑门可以被重新配置,以实现不同的数字电路功能详细描述FPGA由大量的可编程逻辑门组成,这些逻辑门可以被重新配置,以实现各种数字电路功能通过编程,FPGA可以用于实现各种数字系统,如数字信号处理、图像处理、通信系统等FPGA具有高度的灵活性,可以快速地实现和验证数字系统设计CPLD(复杂可编程逻辑器件)总结词CPLD是一种集成电路,其内部逻辑门可以被编程以实现不同的数字电路功能详细描述CPLD由大量的可编程逻辑门组成,这些逻辑门可以被编程以实现各种数字电路功能与FPGA相比,CPLD的规模较小,但它们更适合于实现简单的数字系统CPLD通常用于实现控制逻辑、状态机等简单数字系统ASIC(专用集成电路)总结词ASIC是一种定制的集成电路,其内部逻辑门是固定的,不能被重新配置详细描述ASIC是为特定的数字系统功能定制的集成电路与FPGA和CPLD不同,ASIC的内部逻辑门是固定的,不能被重新配置ASIC具有高性能和低功耗的优点,但它们的开发成本高,开发周期长ASIC通常用于实现高性能和高可靠性的数字系统,如高性能计算、通信系统等可编程逻辑电路的05发展趋势更高的集成度发展趋势随着半导体制造工艺的不断进步,可编程逻辑电1路的集成度越来越高,可以实现更复杂的功能和更高的性能技术挑战集成度的提高也带来了技术挑战,如如何减小电2路尺寸、提高电路密度、降低功耗等应用领域更高的集成度使得可编程逻辑电路在通信、计算3机、数字电视等领域得到广泛应用更快的速度发展趋势随着数字信号处理需求的增加,可编程逻辑电路的速度要求也越来越高技术挑战提高速度的同时需要保证电路的稳定性和可靠性,防止出现信号完整性问题应用领域高速可编程逻辑电路在高速通信、雷达、图像处理等领域具有广泛应用更低的功耗发展趋势随着环保意识的提高和能源需求的增加,可编程逻辑电路的功耗越来越受到关注技术挑战降低功耗需要优化电路结构和降低工作电压,同时还要保证电路的性能和稳定性应用领域低功耗可编程逻辑电路在便携式设备、物联网、绿色能源等领域具有广泛应用可编程逻辑电路的06实验与项目设计实验一基本逻辑门电路的验证总结词掌握基本逻辑门电路的工作原理和特性01介绍基本逻辑门电路(与门、详细描述或门、非门)的工作原理和0203特性分析实验数据,理解基本逻通过实验验证基本逻辑门电0405辑门电路在实际应用中的限路的功能和性能指标制和优化方法实验二组合逻辑电路的设计与实现总结词掌握组合逻辑电路的设计方法和实现技巧实际动手操作,使用可编程逻辑器件详细描述(如FPGA)实现组合逻辑电路,并进行测试和验证通过实例演示组合逻辑电路的设计过程,介绍组合逻辑电路的基本概念、设计方包括逻辑表达式化简、卡诺图化简等法和实现技巧实验三时序逻辑电路的设计与实现介绍时序逻辑电路的基本总结词掌握时序逻辑电概念、设计方法和实现技路的设计方法和实现技巧巧实际动手操作,使用可编程逻辑器件(如FPGA)实现时序逻辑电路,并进行测试和验证详细描述通过实例演示时序逻辑电路的设计过程,包括状态图、状态表等THANKS.。