【教学课件】第8章EDA实验开发系统.ppt

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1、第8章 EDA实验开发系统第8章 EDA实验开发系统8.1 GW48型型EDA实验开发系统原理与使用实验开发系统原理与使用8.2 GW48实验电路结构图实验电路结构图8.3 GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表系统结构图信号名与芯片引脚对照表8.4 GWDVP-B电子设计竞赛应用板使用说明电子设计竞赛应用板使用说明 8.5 GW48型型EDA实验开发系统使用示例实验开发系统使用示例 1/9/20231第8章 EDA实验开发系统8.1 GW48型型EDA实验开发系统原理与使用实验开发系统原理与使用 8.1.1 系统性能及使用注意事项系统性能及使用注意事项 1.系统主要性能及特点系统主要性能及

2、特点 (1)GW48系统设有通用的在系统编程下载电路，可对Lattice、Xilinx、Altera、Vantis、Atmel和Cypress世界六大PLD公司各种isp编程下载方式或现场配置的CPLD/FPGA系列器件进行实验或开发。其主系统板与目标芯片板采用接插式结构，动态电路结构自动切换工作方式，含可自动切换的11种实验电路结构模式。1/9/20232第8章 EDA实验开发系统 (2)GW48系统基于“电路重构软配置”的设计思想，采用了I/O口可任意定向目标板的智能化电路结构设计方案。利用在系统微控制器对I/O口进行任意定向设置和控制，从而实现了CPLD/FPGA目标芯片I/O口与实验输

3、入/输出资源可以各种不同方式连接来构造形式各异的实验电路的目的。(3)系统除丰富的实验资源外，还扩展了A/D、D/A、VGA视频、PS/2接口、RS232通信、单片机独立用户系统编程下载接口、48 MHz 高频时钟源及在板数字频率计。在上面可完成200多种基于FPGA和CPLD的各类电子设计和数字系统设计实验与开发项目，从而能使实验更接近实际的工程设计。1/9/20233第8章 EDA实验开发系统 2.系统使用注意事项系统使用注意事项(1)闲置不用GW48系统时，必须关闭电源，拔下电源插头。(2)在实验中，当选中某种模式后，要按一下右侧的复位键，以使系统进入该结构模式工作。(3)更换目标芯片时

4、要特别注意，不要插反或插错，也不要带电插拔，确信插对后才能开电源。其他接口都可带电插拔。请特别注意，尽可能不要随意插拔适配板及实验系统上的其他芯片。(4)并行口工作模式设置在EPP模式。(5)跳线座SPS默认向下短路(PIO48)；右侧开关默认拨向TO MCU。(6)对于GW48-PK2系统，左下角拨码开关除第4档“DS8使能”向下拨(8数码管显示)外，其余皆默认向上。1/9/20234第8章 EDA实验开发系统8.1.2 系统工作原理系统工作原理 图8.1为GW48系列EDA实验开发系统的板面结构图，图8.2为GW48系统目标板插座引脚信号图，图8.3为其功能结构模块图。图8.3中所示的各主

5、要功能模块对应于图8.1的器件位置恰好处于目标芯片适配座B2的下方，由一微控制器担任。其各模块的功能分述如下。1/9/20235第8章 EDA实验开发系统图图8.1 GW48实验开发系统的板面结构图实验开发系统的板面结构图1/9/20236第8章 EDA实验开发系统图8.2 GW48系统目标板插座引脚信号图1/9/20237第8章 EDA实验开发系统图图8.3 GW48实验开发系统功能结构图实验开发系统功能结构图1/9/20238第8章 EDA实验开发系统 (1)BL1：实验或开发所需的各类基本信号发生模块。其中包括最多8通道的单次脉冲信号发生器、高低电平信号发生器、BCD码或8421码(十六

6、进制)信号发生器。所有这些信号的发生主要由BL6主控单元产生，并受控于系统板上的8个控制键。(2)L5：CPLD/FPGA输出信息显示模块，其中包括直通非译码显示、BCD码7段译码显示、8421码7段译码显示、两组8位发光管显示、十六进制输入信号显示指示、声响信号指示等。同样，所有这些显示形式及形式的变换皆由BL6转换和独立控制。(3)在BL6的监控程序中安排了多达11种形式各异的信息矢量分布，即电路重构软配置。由此可见，虽然GW48系统从硬件结构上看，是一个完全固定下来的实验系统，但其功能结构却等同于11套接口迥异的实验系统(参见第8.2节)。1/9/20239第8章 EDA实验开发系统 (

7、4)BL3：此模块主要是由一目标芯片适配座以及上面的CPLD/FPGA目标芯片和编程下载电路构成。通过更换插有不同型号目标器件的目标板，就能对多种目标芯片进行实验。(5)BL6使GW48系统的应用结构灵活多变。实际应用中，该模块自动读取BL7的选择信息，以确定信息矢量分布。实验前，可根据实验类型，以及所需的CPLD/FPGA目标芯片的I/O接口位置，从15张实验电路结构图(第8.2节)找到相适应的实验系统功能结构，并将该图的编号键入BL7，系统即进入了所需要的接口和实验模式。1/9/202310第8章 EDA实验开发系统8.1.3 系统主板结构与使用方法系统主板结构与使用方法 下面将详述GW4

8、8系列EDA/SOPC实验开发系统(GW48-PK2、GK、CK)结构与使用方法，对于这3种型号的不同之处将给予单独指出。如前所述，GW48系统的电路结构是可控的，即可通过控制接口键，使之改变连接方式以适应不同的实验需要。因此，从物理结构上看，实验板的电路结构是固定的，但其内部的信息流在控制器的控制下将发生很大的变化。采用这种“电路多任务重构软配置”设计方案的目的有3个：适应更多的实验与开发项目；适应更多的PLD公司的器件；适应更多的不同封装的FPGA和CPLD器件。1/9/202311第8章 EDA实验开发系统 1.系统板面主要部件及其使用方法系统板面主要部件及其使用方法 (1)模式选择键S

9、W9：按动该键能使实验板产生11种不同的实验电路结构。这些结构如8.2节的11张实验电路结构图所示。例如选择了“NO.3”图，须按动系统板上此键，直至“模式指示SWG9”数码管显示“3”，于是系统即进入了NO.3图所示的实验电路结构。但当SWG9显示为“A”时，系统板即变成一台数字频率计，数码管8将显示“F”，“数码6”至“数码1”显示频率值，测频输入端为系统板右下角的JP1B插座，测频范围为1Hz500kHz。(2)适配座B2：这是一块插于主系统板上的目标芯片适配座。对于不同的目标芯片可配不同的适配座。可用的目标芯片包括目前世界上最大的6家FPGA/CPLD厂商几乎所有CPLD/FPGA和所

10、有ispPAC等模拟EDA器件。8.3节的表中已列出多种芯片对系统板引脚的对应关系，以利在实验时经常查用。1/9/202312第8章 EDA实验开发系统 (3)ByteBlasterMV编程配置口J3B/J3A：如果要进行独立电子系统开发、应用系统开发、电子设计竞赛等开发实践活动，首先应该将系统板上的目标芯片适配座拔下，用配置的10芯编程线将ByteBlasterMV口和独立系统上适配板上的10芯口相接，进行在系统编程(如GWDVP-B板)，进行调试测试。ByteBlasterMV口能对不同公司，不同封装的CPLD/FPGA进行编程下载。编程的目标芯片和引脚连线可参考图8.2和表8.1，从而进

11、行二次开发。(4)ByteBlasterII编程配置口：该口主要用于对Cyclone系列AS模式专用配置器件EPCS4和EPCS1编程。(5)混合工作电压源：系统不必通过切换即可为CPLD/FPGA目标器件提供5V、3.3V、2.5V、1.8V和1.5V工作电源，此电源位置可参考图8.2。1/9/202313第8章 EDA实验开发系统表表8.1 在线编程座各引脚与不同在线编程座各引脚与不同PLD公司器件编程下载接口说明公司器件编程下载接口说明1/9/202314第8章 EDA实验开发系统 (6)JP5编程模式选择跳线(仅GW48-PK2型含此):如果要对Cyclone的配置芯片进行编程，应该将

12、跳线接于ByBtII端，在将标有ByteBlasterII编程配置口同适配板上EPCS4/1的AS模式下载口用10芯线连接起来，通过QuartusII进行编程。当短路Others端时，可对其他所有器件编程，端口信号参考图8.2。(7)JP6/JVCC/VS2编程电压选择跳线：跳线JVCC(GW48-GK/PK2型标为“JP6”)是对编程下载口的选择跳线。对5V器件，如 10K10、10K20、7128S、1032和 95108等，必 须 选“5.0V”。而对低于或等于3.3V的低压器件，如1K30、1K100、10K30E、20K300、Cyclone和7128B等一律选择“3.3V”一端。(

13、8)并行下载口J2：此接口通过下载线与微机的打印机口相连。来自PC机的下载控制信号和CPLD/FPGA的目标码将通过此口，完成对目标芯片的编程下载。计算机的并行口通信模式最好设置成EPP模式。1/9/202315第8章 EDA实验开发系统 (9)键1键8：为实验信号控制键，此8个键受“多任务重配置”电路控制，它在每一张电路图中的功能及其与主系统的连接方式随模式选择键SW9的选定的模式而变，使用中需参照8.2节中的电路图。(10)键9键14(GW48-GK/PK2型含此键)：此6个键不受“多任务重配置”电路控制，由于键信号速度慢，所以其键信号输入口是全开放的，各端口定义在插座“JP8”处，可通过

14、手动接插线的方式来实用，键输出默认高电平。(11)数码管18/发光管D1D16：受“多任务重配置”电路控制，它们的连线形式也与SW9的输入码有关，需参照8.2节的电路图。(12)时钟频率选择模块JP1A/JP1B/JP1C：位于主系统的右小侧，通过短路帽的不同接插方式，使目标芯片获得不同的时钟频率信号。1/9/202316第8章 EDA实验开发系统 (13)扬声器：与目标芯片的“SPEAKER”端相接，通过此口可以进行奏乐或了解信号的频率。(14)PS/2接口J7：通过此接口，可以将PC机的键盘和/或鼠标与GW48系统的目标芯片相连，从而完成PS/2通信与控制方面的接口实验。(15)VGA视频

15、接口J6：通过它可完成目标芯片对VGA显示器的控制。(16)单片机接口器件EU3：它与目标板的连接方式也已标于主系统板上，连接方式可参见图8.16的“实验电路结构图COM”。对于GW48-GK/PK2系统，实验板右侧有一开关，若向TO_FPGA拨，将RS232通信口直接与FPGA相接；若向TO_MCU拨，则与89C51单片机的P30和P31端口相接。1/9/202317第8章 EDA实验开发系统 (17)RS-232串行通讯接口J8：此接口电路是为FPGA与PC通信和SOPC调试准备的，或使PC机、单片机和FPGA/CPLD 3者实现双向通信。(18)“AOUT”D/A转换:利用实验板左下侧的

16、此电路模块，可以完成FPGA/CPLD目标芯片与D/A转换器的接口实验或相应的开发。(19)“AIN0/AIN1”A/D转换：外界模拟信号可以分别通过系统板左下侧的2个输入端“AIN0”和“AIN1”进入A/D转换器ADC0809的输入通道IN0和IN1，ADC0809与目标芯片直接相连。(20)“VR1/AIN1”：VR1电位器，通过它可以产生0V+5V 幅度可调的电压。其输入口是0809的IN1(与外接口AIN1相连，但当AIN1插入外输入插头时，VR1将与IN1自动断开)。若利用VR1产生被测电压，则需使0809的第25脚置高电平，即选择IN1通道，参考“实验电路结构NO.5”。1/9/

17、202318第8章 EDA实验开发系统 (21)AIN0的特殊用法：系统板上设置了一个比较器电路，主要由LM311组成。若与D/A电路相结合，可以将目标器件设计成逐次比较型A/D变换器的控制器件。(22)系统复位键SW10：此键是系统板上负责监控的微处理器的复位控制键，同时也与接口单片机和LCD控制单片机的复位端相连。因此兼作单片机的复位键。(23)下载控制开关(仅GW48-GK/PK型含此开关，在系统板的左侧)：当需要对实验板上的目标芯片下载时必须将开关向上打(即DLOAD)；而当向下打(LOCK)时，将关闭下载口，这时可以将下载并行线拔下而作它用。(24)跳线座SPS：短接T_F可以使用“

18、在系统频率计”，频率输入端在主板右侧标有“频率计”处，模式选择为A。短接“PIO48”时，信号PIO48可用，如实验电路结构图NO.1中的PIO48。平时应该短路“PIO48”。1/9/202319第8章 EDA实验开发系统 (25)目标芯片万能适配座CON1/2：在目标板的下方有2条80个插针插座(GW48-CK系统)，其连接信号如图8.2所示，为用户对此实验开发系统作二次开发提供了条件。对于GW48-GK/PK2/EK系统，此适配座在原来的基础上增加了20个插针，功能大为增强。(26)左下拨码开关(仅GK/PK2/EK型含此开关)：拨码开关的详细用法可参考图8.10“实验电路结构NO.5”

19、。(27)上拨码开关(仅GK/PK2型含此开关)：是用来控制数码管作扫描显示用的。当要将8个数码管从原来的重配置可控状态下向扫描显示方式转换时，可以将此拨码开关全部向下拨，然后将左下侧的拨码开关的“DS8使能”向上拨。(28)ispPAC下载板：对于GW48-GK系统，其右上角有一块ispPAC模拟EDA器件下载板，可用于模拟EDA实验中对ispPAC10/20/80等器件编程下载用。1/9/202320第8章 EDA实验开发系统 (29)8X8数码点阵(仅GW48-GK型含此)：在右上角的模拟EDA器件下载板上还附有一块数码点阵显示块，是通用共阳方式，需要16根接插线和2根电源线连接。(30

20、)+/-12V电源开关：在实验板左上角，有指示灯。电源提供对象有：1)与082、311及DAC0832等相关的实验；2)模拟信号发生源；3)GW48-DSP/DSP+适配板上的D/A及参考电源。此电源输出口可参见图8.2，平时，此电源必须关闭。(31)智能逻辑笔(仅GK/PK2型含此)：逻辑信号由实验板左侧的LOGIC PEN INPUT输入。(32)模拟信号发生源(GK/PK2型含此)：信号源主要用于DSP/SOPC实验及A/D高速采样用信号源。1/9/202321第8章 EDA实验开发系统 (33)JP13选择VGA输出(仅GW48-GK/PK2含此)：将“ENBL”短路，使VGA输出显示

21、使能；将“HIBT”短路，使VGA输出显示禁止，这时可以将来自外部的VGA显示信号通过JP12座由VGA口输出。此功能留给SOPC开发。(34)FPGA与LCD连接方式(仅PK2型含此)：由图8.16的实验电路结构图COM可知，默认情况下，FPGA是通过89C51单片机控制LCD液晶显示的，但若FPGA中有Nios嵌入式系统，则能使FPGA直接控制LCD显示。方法是拔去此单片机(在右下侧)，用连线将座JP22/JP21(LCD显示器引脚信号)各信号分别与座JP19/JP20(FPGA引脚信号)相连接即可。(35)JP23使用说明(仅GW48-GK/PK2型含此)：单排座JP23有3个信号端，分

22、别来自此单片机的I/O口。1/9/202322第8章 EDA实验开发系统 2.使用举例使用举例 若模式键选中了“实验电路结构图NO.1”，这时的GW48系统板所具有的接口方式变为：FPGA/CPLD端口PI/O3128(即PI/O31、PI/O30、PI/O29、PI/O28)、PI/O2724、PI/O2320和PI/O1916，共4组4位二进制I/O端口分别通过一个全译码型7段译码器输向系统板的7段数码管。这样，如果有数据从上述任一组四位输出，就能在数码管上显示出相应的数值，其数值对应范围如表8.2所示。表表8.2 FPGA/CPLD输出与数码管显示的关系输出与数码管显示的关系 FPGA/

23、CPLD输出000000010010 1100110111101111数 码 管 显 示 0 1 2 C D E F1/9/202323第8章 EDA实验开发系统 端口I/O3239分别与8个发光二极管D8D1相连，可作输出显示，高电平亮。还可分别通过键8和键7，发出高低电平输出信号进入端口I/O49和48；键控输出的高低电平由键前方的发光二极管D16和D15显示，高电平输出为亮。此外，可通过按动键4至键1，分别向FPGA/CPLD的PIO0PIO15输入4位16进制码。每按一次键将递增1，其序列为1，2，9，A，F。注意，对于不同的目标芯片，其引脚的I/O标号数一般是同GW48系统接口电路的

24、“PIO”标号是一致的(这就是引脚标准化)，但具体引脚号是不同的，而在逻辑设计中引脚的锁定数必须是该芯片的具体的引脚号。具体对应情况需要参考8.3节的引脚对照表。1/9/202324第8章 EDA实验开发系统8.2 GW48实验电路结构图实验电路结构图8.2.1 实验电路信号资源符号图说明实验电路信号资源符号图说明 结合图8.4，以下对实验电路结构图中出现的信号资源符号功能作出一些说明。(1)图8.4(a)是十六进制7段全译码器，它有7位输出，分别接7段数码管的7个显示输入端：a、b、c、d、e、f和g。它的输入端为D、C、B、A，其中，D为最高位，A为最低位。例如，若所标输入的口线为PIO1

25、916，表示PIO19接D，18接C，17接B，16接A。图图8.4 实验电路信号资源符号图实验电路信号资源符号图1/9/202325第8章 EDA实验开发系统 (2)图8.4(b)是高低电平发生器，每按键一次，输出电平由高到低或由低到高变化一次，且输出为高电平时，所按键对应的发光管变亮，反之不亮。(3)图8.4(c)是十六进制码(8421码)发生器，由对应的键控制输出4位二进制构成的1位十六进制码，数的范围是00001111，即H0HF。每按键一次，输出递增1，输出进入目标芯片的4位二进制数将显示在该键对应的数码管上。(4)直接与7段数码管相连的连接方式的设置是为了便于对7段显示译码器的设计

26、学习。以图8.7为例，图中所标PIO46PIO40接g、f、e、d、c、b、a表示PIO46PIO40分别与数码管的7段输入g、f、e、d、c、b、a相接。(5)图8.4(d)是单次脉冲发生器，每按一次键，输出一个脉冲，与此键对应的发光管也会闪亮一次，时间20 ms。(6)图8.4(e)是琴键式信号发生器，当按下键时，输出为高电平，对应的发光管发亮；当松开键时，输出为低电平，此键的功能可用于手动控制脉冲的宽度。1/9/202326第8章 EDA实验开发系统8.2.2 各实验电路结构特点与适用范围简述各实验电路结构特点与适用范围简述(1)结构图NO.0(图8.5):目标芯片的PIO19PIO16

27、、PIO23PIO20至PIO47PIO44共8组4位2进制码输出，经外部的7段译码器可显示于实验系统上的8个数码管。键1和键2可分别输出2个四位二进制码。一方面这四位码输入目标芯片的PIO11PIO8和PIO15PIO12，另一方面，可以观察发光管D1至D8来了解输入的数值。例如，当键1控制输入PIO11PIO8的数为HA时，则发光管D4和D2亮，D3和D1灭。电路的键8至键3分别控制一个高低电平信号发生器向目标芯片的PIO7至PIO2输入高电平或低电平，扬声器接在SPEAKER上，具体接在哪一引脚要看目标芯片的类型，这需要查8.3节的引脚对照表。如目标芯片为FLEX10K10，则扬声器接在

28、“3”引脚上。目标芯片的时钟输入未在图上标出，也需查阅8.3节的引脚对照表。例如，目标芯片为XC95108，则输入此芯片的时钟信号有CLOCK0至CLOCK9，共4个可选的输入端，对应的引脚为65至80。具体的输入频率，可参考主板频率选择模块。此电路可用于设计频率计、周期计、计数器等。1/9/202327第8章 EDA实验开发系统图8.5 实验电路结构图NO.01/9/202328第8章 EDA实验开发系统 (2)结构图NO.1(如图8.6)：适用于作加法器、减法器、比较器或乘法器等。例如，加法器设计，可利用键4和键3输入8位加数；键2和键1输入8位被加数，输入的加数和被加数将显示于键对应的数

29、码管41，相加的和显示于数码管6和5；可令键8控制此加法器的最低位进位。(3)构图NO.2(如图8.7)：可用于作VGA视频接口逻辑设计，或使用数码管8至数码管5共4个数码管作七段显示译码方面的实验；而数码管4至数码管1共4个数码管可作译码后显示，键1和键2可输入高低电平。(4)构图NO.3(如图8.8)：特点是有8个琴键式键控发生器，可用于设计八音琴等电路系统。也可以产生时间长度可控的单次脉冲。该电路结构同结构图NO.0一样，有8个译码输出显示的数码管，以显示目标芯片的32位输出信号，且8个发光管也能显示目标器件的8位输出信号。1/9/202329第8章 EDA实验开发系统图8.6 实验电路

30、结构图NO.11/9/202330第8章 EDA实验开发系统图图8.7 实验电路结构图实验电路结构图NO.21/9/202331第8章 EDA实验开发系统图8.8 实验电路结构图NO.31/9/202332第8章 EDA实验开发系统 (5)构图NO.4(如图8.9)：适合于设计移位寄存器和形计数器等。电路特点是，当在所设计的逻辑中有串行2进制数从PIO10输出时，若利用键7作为串行输出时钟信号，则PIO10的串行输出数码可以在发光管D8至D1上逐位显示出来，这能很直观地看到串出的数值。(6)构图NO.5(如图8.10)：此电路结构有较强的功能，特点有3个单次脉冲发生器。主要含9大模块：普通内部

31、逻辑设计模块、RAM/ROM接口、VGA视频接口、2个PS/2键盘接口(GW48-CK系统只有1个)、A/D转换接口、D/A转换接口、LM311接口、单片机接口、RS232通信接口。(7)结构图NO.6(如图8.11)：此电路与NO.2相似，但增加了2个4位2进制数发生器，数值分别输入目标芯片的PIO7PIO4和PIO3PIO0。例如，当按键2时，输入PIO7PIO4的数值将显示于对应的数码管2，以便了解输入的数值。1/9/202333第8章 EDA实验开发系统图8.9 实验电路结构图NO.41/9/202334第8章 EDA实验开发系统(6)结构图NO.5(图8.10)：特点有3个单次脉冲发

32、生器。图8.10 实验电路结构图NO.51/9/202335第8章 EDA实验开发系统图8.11 实验电路结构图NO.61/9/202336第8章 EDA实验开发系统 (8)结构图NO.7(图8.12)：此电路适合于设计时钟、定时器、秒表等。可利用键8和键5分别控制时钟的清零和设置时间的使能；利用键7、5和1进行时、分、秒的设置。(9)结构图NO.8(如图8.13)：此电路适用于作并进/串出或串进/并出等工作方式的寄存器、序列检测器和密码锁等逻辑设计。它的特点是利用键2、键1能设置8位2进制数，而键6能发出串行输入脉冲，每按键一次，即发一个单脉冲，则此8位设置数的高位在前，向PIO10串行输入

33、一位，同时能从D8至D1的发光管上看到串行左移的数据，十分形象直观。(10)结构图NO.9(如图8.14)：此电路结构可验证交通灯控制等类似的逻辑电路。(11)结构图NO.B(如图8.15)：此电路适用于8位译码扫描显示电路方面的实验。1/9/202337第8章 EDA实验开发系统图8.12 实验电路结构图NO.71/9/202338第8章 EDA实验开发系统图8.13 实验电路结构图NO.81/9/202339第8章 EDA实验开发系统图8.14 实验电路结构图NO.91/9/202340第8章 EDA实验开发系统图8.15 实验电路结构图NO.B1/9/202341第8章 EDA实验开发系

34、统 (12)实验电路结构图COM(如图8.16)GW48-PK2上液晶与单片机以及FPGA的I/O口的连接方式，Cyclone和20K系列器件通用。以上所述的“实验电路结构NO.0”至“实验电路结构NO.9”和“实验电路结构NO.B”共11套电路结构模式，为GW48-GK/PK2两种系统共同拥有(兼容)，把他们称为通用电路结构。GW48-PK2系统要在原来的11套电路结构模式中的每一套结构图中增加图8.16所示的“实验电路结构图COM”。例如，在GW48-PK2系统中，当“模式键”选择“5”时，电路结构将进入图8.10所示的实验电路结构图NO.5外，还应该加入“实验电路结构图COM”。这样，在

35、每一电路模式中就能比原来实现更多的实验项目。实验电路结构图COM中各标准信号(PIOX)对应的器件的引脚名，必须查8.3节的表。1/9/202342第8章 EDA实验开发系统图8.16 实验电路结构图COM 1/9/202343第8章 EDA实验开发系统8.3 GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表系统结构图信号名与芯片引脚对照表表表8.3 GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表系统结构图信号名与芯片引脚对照表1/9/202344第8章 EDA实验开发系统表表8.3(续续)1/9/202345第8章 EDA实验开发系统表表8.3(续续)1/9/202346第8章 EDA实验开发系统表表8.

36、3(续续)1/9/202347第8章 EDA实验开发系统表表8.4 GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表系统结构图信号名与芯片引脚对照表21/9/202348第8章 EDA实验开发系统表表8.4(续续)1/9/202349第8章 EDA实验开发系统表表8.4(续续)1/9/202350第8章 EDA实验开发系统表表8.4(续续)1/9/202351第8章 EDA实验开发系统表表8.4(续续)1/9/202352第8章 EDA实验开发系统8.4 GWDVP-B电子设计竞赛应用板使用说明电子设计竞赛应用板使用说明 1.GWDVP-B板的基本结构板的基本结构 GWDVP-B板的基本结构与电路原理

37、图如图8.17所示，包含以下部分：(1)单片机系统：通过改变FPGA中的逻辑结构，使之与RAM构成单片机总线工作系统和独立工作系统。(2)显示系统：由8个数码管构成的串行静态显示系统，显示亮度好，稳定；占用端口少；单片机编程方便，控制简单，增加数码管的更改也十分简单。(3)ROM/RAM座：GWDVP-B板上的FPGA和RAM/ROM可构成不同的工作方式，如：单片机最小系统方式、DMA方式、硬件高速计算方式、波形发生数据存储器等；又由于此座是与系统中的FPGA直接相接的，所以可根据需要插不同型号和容量的存储器，如27C512、28C64、6264和62256等。它与FPGA的连接方式见图8.1

38、8。1/9/202353第8章 EDA实验开发系统图图8.17 GWDVP-B基本结构与电路原理图基本结构与电路原理图 1/9/202354第8章 EDA实验开发系统图图8.18 GWDVP-B板板RAM/ROM与与FPGA的引脚连接原理图的引脚连接原理图 1/9/202355第8章 EDA实验开发系统1.(4)FPGA接插系统 2.(5)A/D和D/A系统3.(6)串行EEPROM4.(7)键控系统：8个键，可按逐次查询方式编程控制。5.(8)二板合一结构：GWDVP-B板是由主板与显示板2块合成的。1.(9)液晶显示，如使用液晶，在主板的左下角有一双排插座，可以插液晶显示器。2.(10)3

39、.3、2.5V电压源，为混合电压的FPGA使用。5V电压源外部提供。3.(11)板的下方有一3针跳线，往左短路，禁止使用ROM/RAM，反之允许使用。1/9/202356第8章 EDA实验开发系统 2.GWDVP-B板使用注意事项板使用注意事项 开发中，GWDVP-B板须与GW48系统或GW6C+编程器配合使用，这表现在：(1)须利用GW48提供的10芯在系统下载接口和通信线进行编程下载。(2)GWDVP-B板与GW48系统上的目标芯片板相互间完全兼容，因此可以使用GW48系统所有可配的目标芯片，所以在利用GWDVP-B板开发时，就没有了在竞赛中发生逻辑资源不够用的担心，也没有对使用FPGA/

40、CPLD型号和生产厂家的限制。1/9/202357第8章 EDA实验开发系统8.5 GW48型型EDA实验开发系统使用示例实验开发系统使用示例 综合前面介绍的情况，我们可知使用GW48型EDA实验开发系统的基本步骤如下：(1)根据所设计的实体的输入和输出的要求，根据8.2节介绍的实验电路结构图选择合适的实验电路结构图，并记下对应的实验模式。(2)根据所选的实验电路结构图、拟采用的实验芯片的型号以及8.3节介绍的GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表，确定各个输入和输出所对应的芯片引脚号，并根据所采用的开发软件工具，编写符合要求的管脚锁定文件，以供设计中的有关步骤使用。1/9/202358第8

41、章 EDA实验开发系统 (3)进入VHDL的EDA设计中的编程下载步骤时，首先将实验开发系统的下载接口通过实验开发系统提供的并行下载接口扁平电缆线与计算机的并行接口(打印机接口)连接好，将实验开发系统提供的实验电源输入端接上220 V的交流电，输出端与实验开发系统的+5 V电源输入端相接，这时即可进行编程下载的有关操作。(4)编程下载成功后，首先通过模式选择键(SW9)将实验模式转换到前面选定的实验模式，若输入和输出涉及时钟、声音、视频等信号，还应将相应部分的短路帽或接口部分连接好，之后输入设计实体所规定的各种输入信号即可进行相应的实验。为了加深对上面所述GW48型EDA实验开发系统的使用基本

42、步骤的理解，下面特给出一个使用实例。1/9/202359第8章 EDA实验开发系统 【例例8.1】设计一个将给定时钟信号进行4位二进制加法计数的7段LED译码显示电路。1.设计思路设计思路 该7段LED显示译码电路，应首先对输入的时钟信号进行4位二进制加法计数，之后再由7段译码器将计数值译为对应的十六进制码，并由数码显示器显示出来。电路的原理图如图8.19所示。图图8.19 7段段LED译码显示电路译码显示电路1/9/202360第8章 EDA实验开发系统2.VHDL源程序源程序LIBRARY IEEE；USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；USE IEEE.STD_LOGI

43、C_UNSIGNED.ALL；ENTITY DECLED IS PORT(CLK：IN STD_LOGIC；DOUT：OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)；-7段输出END DECLED；ARCHITECTURE ART OF DECLED IS SIGNAL CNT4B：STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)；-4 位加法计数器定义 BEGIN PROCESS(CLK)-4位二进制计数器工作进程 BEGIN IF CLKEVENT AND CLK=1 THEN CNT4BDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDO

44、UTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUTDOUT=0000000；-必须有此项 END CASE；END PROCESS；END ART；1/9/202362第8章 EDA实验开发系统 3.硬件逻辑验证操作硬件逻辑验证操作 (1)本设计实体输入为一个时钟信号CLK，输出为时钟信号计数译码后的7个显示驱动端a、b、c、d、e、f和g，据此可选择实验电路结构图NO.6，对应的实验模式为6。根据8.2节可选择实验电路结构图NO.6，CLK接到CLOCK1上，每输入一个脉冲，则由数码管5显示计数器的计数结果0F。由实验电路结构图NO.6知数码管5的a、b、c、d、e、f和g 7段分别与PI

45、O16PIO22相接。(2)根据实验电路结构图NO.6、拟采用的实验芯片的型号为Lattice的ispLSI1032E PLCC-84，再根据8.3节的GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表，可选择输入CLK接到系统提供的时钟信号CLOCK1端。此时CLK接入芯片的Y1，即6号管脚；输出DOUT(0)DOUT(6)7段分别与PIO16PIO22相接，亦即接到数码管5上，对应地接入芯片的I/O16I/O22，即4551号管脚。1/9/202363第8章 EDA实验开发系统若采用ispEXPERT开发软件，其管脚锁定文件DECLED.PPN如下：/PART：ispLSI1032E-70LJ84/

46、FORMAT：PINNAME PINTYPE LOCK CLK IN 66 DOUT(0)OUT 45 DOUT(1)OUT 46DOUT(2)OUT 47DOUT(3)OUT 48DOUT(4)OUT 49DOUT(5)OUT 50DOUT(6)OUT 511/9/202364第8章 EDA实验开发系统 DECLED.PPN的设计过程如表8.5所示。采用的是GW48-CK实验系统，实验芯片ispLSI1032E-70LJ84，实验结构图是NO.6。表表8.5 DECLED.PPN的设计过程的设计过程 1/9/202365第8章 EDA实验开发系统 (3)进入VHDL的EDA设计中的编程下载步骤时，首先将实验开发系统的下载接口通过实验开发系统提供的并行下载接口扁平电缆线与计算机的并行接口(打印机接口)连接好，将实验开发系统提供的实验电源输入端接上220 V的交流电，输出端与实验开发系统的+5V电源输入端相接，这时即可进行编程下载的有关操作。(4)编程下载成功后，首先通过模式选择键(SW9)将实验模式转换到实验模式6，并将输入时钟信号CLK1的短路帽接好，即可进行相应的实验，看到数码管5随着计数的变化而显示0F。1/9/202366