PLD在数字电路教学中的应用VIP免费

第1页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共4页PLD在数字电路教学中的应用叶露林（江苏信息职业技术学院电子信息工程系江苏无锡214000）摘要:可编程逻辑器件(PLD)是近年来发展最快的半导体器件，其应用日趋广泛，可实现很复杂的数字系统。本文探讨了如何在数字电路教学中引入PLD技术，并利用PLD以及硬件描述语言(HDL)进行数字系统设计，在尽可能的条件下让学生了解和掌握新技术、新器件，从而获得较好的教学效果。关键词:可编程逻辑器件(PLD);VHDL;硬件描述语言中图分类号:G642.423文献标识码:BApplicationsofPLDintheteachingofdigitalcircuitYeLulin(Dept.ofElectricalCommunication,JiangSuCollegeofInformationTechnology,JiangSuWuXi214000,China)Abstract:PLDisthesemiconductordevicesthathasbeendevelopingmostrapidlyinrecentyears.ApplicationsofPLDdevicesbecomemorewidely,anditcanbeappliedtodesigntheverycomplexdigitalsystems.ThispaperdiscusseshowtousethetechnologyofPLDintheteachingofdigitalcircuits,andtheuseofPLDaswellasthehardwaredescriptionlanguage(HDL)fordigitalsystemdesign.Studentscanmasternewtechnologiesandnewdevices,andbetterteachingresultscanbegained.Keywords:Programmablelogicdevice(PLD);VHDL;HardwareDescriptionLanguage０引言随着微电子技术及社会需求的发展,PLD[1]已成为电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术。在通用芯片上运用PLD技术可实现各种数字逻辑功能,从简单的74系列电路至高性能CPU均能实现,PLD如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法或是硬件描述语言自由地设计所需要的数字系统[2]。《数字电路》课程是电类各专业的重点课程之一，通过本课程的学习，能使学生掌握数字电子技术相关的基础知识，并为今后深入学习电子技术领域的相关内容和从事相关开发打下良好的基础。同时，《数字电路》作为一门实践性很强的专业基础课程，通过理论教学以及实践教学的协调,可以加深学生对课堂知识的深入理解,对理论知识的直观体验,以达到对所学知识融会贯通之效。现在，高职类院校已经将PLD内容纳入《数字电路》课程的理论教学中，在其配套的实践性教学环节中，有必要进行课程改革，做到理论与实践相互协调，互为补充。本文重点讲述将PLD融入《数字电路》实践教学环节的必要性以及方法。1PLD应用于数字电路教学改革PLD技术是依靠计算机软件技术,由用户根据需要进行编程实现所需逻辑功能的数字集成电路,PLD的使用极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程乃至设计观念,指明了数字电路的发展方向，其在数字系统中的应用，不仅大大简化了系统的设计过程，而且使系统的硬件结构简单、可靠性提高，同时，由于同一器件可以多次编程,节省费用,而且器件内容具有保密性、可靠性。在《数字电路》教学过程中，针对“组合逻辑电路”和“时序逻辑电路”教学内容，在相关实践性环节教学中，利用PLD以及HDL语言实现基本门电路、编码器、译码器、各种触发器以及计数器的功能，加深同学们对理论知识的理解，同时，通过相关的实践，可以使学生对PLD器件建立初步的感性认识，基本学会HDL程序设计和PLD硬件编程的方法。下面以二输入与门为例，介绍利用PLD进行数字系统设计方法，包括程序设计以及硬件验证。本实例基于Altera公司的Quartus_II软件和EPM7128ELC84-15(84)芯片，采用VHDL语言[3]进行程序设计。第2页共4页第1页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共4页在软件编程过程中可以进行逻辑仿真，随时修改，其基本过程包含以下部分：（1）设计输入：新建设计工程，利用VHDL语言进行系统设计。（2）设计编译：实现设计项目的检查和逻辑综合，并为仿真和编程产生输出文件。（3）设计校验：利用编译器产生的数据文件完成逻辑功能仿真和延时特性仿真。（4）下载编程：将设计阶段生成的熔丝图文件通过通信电缆下载到当前器件中，并通过硬件电路对数字系统的功能进行验证。二输入与门VHDL源程序：LIBRARYIEEE;USEieee.std_logic_1164.all;ENTITY...