EDA技术及应用——Verilog HDL版 第三版 教学课件 ppt 作者 谭会生 全书 第5章

第5章EDA实验开发系统5.1通用EDA实验开发系统概述5.2GW48型EDA实验开发系统的使用第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统5.1.1EDA实验开发系统的基本组成　　根据EDA实验开发系统的基本功能，其基本组成一般包括：①实验开发所需的各类基本信号发生模块，如多组时钟信号、脉冲信号、高低电平信号等；②CPLD/FPGA输出信号驱动显示模块，包括数码管或液晶显示、发光管显示、声响显示等；③监控程序模块，如提供“电路重构软配置”的单片机系统等；④目标芯片适配座以及CPLD/FPGA目标芯片和编程下载电路；⑤其他转换电路系统及各种扩展接口。5.1通用EDA实验开发系统概述第5章EDA实验开发系统5.1.2EDA实验开发系统的性能指标　　为了满足EDA实验和开发进行硬件验证或演示需要，作为一个比较好的EDA实验开发系统，其基本性能指标应满足如下要求：　　(1)能提供足够的实验开发所需的各类基本信号发生模块，如高频、中频、低频等各个频段的多组时钟信号，并且系统的最高工作频率应在50 MHz以上，具有多组正、负脉冲信号，具有10个以上的高、低电平开关，具有多组BCD编码开关等。第5章EDA实验开发系统　　(2)能提供足够的CPLD/FPGA输出信号驱动显示模块，包括数码管或液晶显示、发光管显示、声响显示等，对于数码管的显示应具有7段直显、外部译码后显示以及数据动态扫描显示。　　(3)主系统应用了“多任务重配置Reconfiguration”技术，可通过控制按键随意改变系统的硬件连接结构，以满足不同实验和开发设计的应用需要。　　(4)系统具有通用编程能力，可通过单一编程线而不需作任何切换就可对3～5家主流公司的FPGA/CPLD进行识别和编程下载。第5章EDA实验开发系统　　(5)系统除具有丰富的实验资源外，还应有扩展的A/D、D/A、VGA视频、PS/2接口、RS232通信、单片机独立用户编程下载接口、100 MHz高频时钟源等EDA实验接口。　　(6)具有焊接技术性、主板用料高速高密性、系统承受的上限频率高、电路抗干扰性强、电磁兼容性良好等。第5章EDA实验开发系统5.1.3通用EDA实验开发系统的工作原理　　作为通用EDA实验开发系统，必须满足几个基本条件：①能够使用多个世界主流厂家的CPLD/FPGA的芯片；②具有“电路重构软配置”，能够利用在系统微处理器对I/O口进行任意定向设置和控制，从而实现CPLD/FPGA目标芯片I/O口与实验输入/输出资源可以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具有万能通用插座；④具有通用编程能力。其中“电路重构软配置”和万能通用插座是关键。第5章EDA实验开发系统　　通用EDA实验开发系统能满足使用不同厂家芯片进行各种EDA实验和开发的需要，其实现原理为：运用“电路重构软配置”的设计思想，实现CPLD/FPGA目标芯片I/O口与实验输入/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，而在不同的运行模式下，目标芯片I/O口与实验输入/输出资源对应的连接关系则通过实验电路结构图来表示。通过使用万能通用插座而建立不同厂家不同芯片管脚号与通用万能插座的插座号的对照表，建立变化的I/O资源与特定的芯片管脚编号的联系。其实现步骤为：变化的I/O资源→电路结构图→插座号→管脚对照表→特定的芯片管脚号，其中万能插座的插座号是二者联系的桥梁。第5章EDA实验开发系统5.1.4通用EDA实验开发系统的使用　　根据前述的通用EDA实验开发系统的工作原理，我们可得到使用通用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要求，从实验电路结构图中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、拟采用的实验或开发芯片的型号以及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，并将有关信息填入芯片引脚的锁定过程表格中，以供设计中的有关步骤使用。第5章EDA实验开发系统　　(3)进入EDA设计中的编程下载步骤时，首先在EDA实验开发系统断电的情况下，将EDA实验开发系统的编程下载接口，通过实验开发系统提供的编程下载线(比如并行下载接口扁平电缆线、USB下载线)与计算机的有关接口(比如打印机并行接口、USB接口)连接好，并将有关选择开关置于所要求的位置，然后接通EDA实验开发系统的输入电源，打开EDA实验开发系统上的电源开关，这时即可进行编程下载的有关操作。第5章EDA实验开发系统　　(4)编程下载成功后，首先通过模式选择键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。第5章EDA实验开发系统5.2.1GW48型EDA实验开发系统介绍　　1.系统主要性能及特点　　(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等世界六大PLD公司的各种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12种实验电路结构模式。5.2GW48型EDA实验开发系统的使用第5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，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口与实验输入/输出资源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) GW48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、48MHz高频时钟源及在板数字频率计，在其上可完成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。第5章EDA实验开发系统　　2.系统工作原理　　图5.1为GW48系列EDA实验开发系统的板面结构图；图5.2为GW48系统目标板插座引脚信号图；图5.3为其功能结构模块图。图5.3中所示的各主要功能模块对应于图5.1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。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　图5.3中各模块的功能分述如下：　　(1) BL1：实验或开发所需的各类基本信号发生模块。其中包括最多八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八个控制键。　　(2) BL5：CPLD/FPGA输出信息显示模块。其中包括直通非译码显示、BCD码七段译码显示、8421码七段译码显示、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。第5章EDA实验开发系统　　(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。　　(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。第5章EDA实验开发系统　　(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，从本系统给出的各种实验电路结构图中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。第5章EDA实验开发系统　　3.系统主板结构与使用方法　　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“电路重构软配置”设计方案的目的有三个：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。系统板面主要部件及其使用方法的说明如下：第5章EDA实验开发系统　　(1) SWG9/SW9：图5.3的BL7主要由图5.1上的SWG9和SW9构成。通过它的选择，能使实验板产生12种不同的实验结构。控制方法为：实验前，根据某一实验对FPGA/CPLD目标芯片的接口需求，在从本系统给出的各种实验电路结构图中选择一种适用的结构，如选择了图5.8，需按动系统板上的SW9键，直至数码管SWG9显示“3”，系统即进入了图5.8所示的实验电路结构。第5章EDA实验开发系统　　(2) B2：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将有不同的适配座。可用的目标芯片包括目前世界上最大的六家FPGA/CPLD厂商的所有具备ISP下载功能的CPLD和FPGA。目标板上的芯片引脚由“I/Ox”或单纯输入引脚表示，其中的x为I/O口的序号，它们又对应各自的引脚序号。如ispLSI1032E的“I/O25”对应第54引脚，而XCS05的“I/O25”则对应第37引脚(见5.2.3节的表5.3)，其他公司不同的芯片也对应不同的引脚数。但是，GW48系统板上只有一对目标板插座(见图5.2)。第5章EDA实验开发系统　　如何适应不同公司的不同的CPLD/FPGA目标芯片呢？方法如图5.2所示，将系统板上的两条共78芯的目标板插座CON1/CON2与目标芯片引脚相连的端口定义为PIOx或CLOCKx，使它们又对应于5.2节的实验电路结构图上的PIOx引脚。然后将此目标板插座上的信号名与不同的FPGA和CPLD芯片的引脚信号列出对照表(见5.2.3节的表5.3和表5.4)。第5章EDA实验开发系统　　例如，对于一块插有ispLSI1032E的目标板，在实验中，此芯片的I/O57(2号引脚)将与系统板定义的CLOCK9相连，CLOCK9又恰好与系统板右下方(见图5.1)的高频组时钟信号相接。于是，对于不同的适配座上目标芯片的引脚号将与主系统板上的适配引脚PIOx和CLOCKx有不同的对应关系。表5.3和表5.4列出了10种芯片对系统板引脚的对应关系，以便在实验时经常查用。第5章EDA实验开发系统　　(3) J3B/J3A：如果仅是作为教学实验之用，系统板上的目标芯片适配座无需拔下，但如果要进行应用系统开发、产品开发、电子设计竞赛等开发实践活动，在系统板上完成初步仿真设计后，就有必要将连有目标芯片的适配座拔下插在自己的应用系统上进行调试。为了避免由于需要更新设计程序和编程下载而反复插/拔目标芯片适配座，GW48系统设置了一对在线编程下载接口座J3A和J3B。第5章EDA实验开发系统　　图5.2列出了此接口座的连接信号，此接口插座可适用于不同PLD公司的FPGA/CPLD的配置和编程下载，具体的引脚连接方式可参见表5.1。J3B在目标芯片适配座上，J3A在主系统板上。只要用一根系统附带的通信线就能用自己系统上的目标芯片进行在线编程了，从而可直接感受在系统(ISP)或现场可编程(FPGA)的巨大优越性。第5章EDA实验开发系统表5.1在线编程座各引脚与不同PLD公司器件编程下载接口说明第5章EDA实验开发系统　　(4) J2：为并行通信接口，通过通信线与微机的打印机口相连。EDA软件的下载控制信号和CPLD/FPGA的目标码将通过J2接口，完成对B2上的目标芯片的编程下载。编程电路模块能自动识别目标芯片适配座上不同PLD公司的CPLD/FPGA芯片及其下载方式，并作出相应的下载适配操作，这为实验和系统开发带来了极大的方便。此外应注意，下载结束后，一般不必拔下并行口的插头，目标芯片也能正常工作。但在刚开机后，由于PC机的并行口复位电平与各公司芯片下载电平的不一致，将会影响芯片的工作。第5章EDA实验开发系统　　(5)键1～8：为实验信号控制键，它的功能及其与主系统的连接方式随SW9的模式选择而变，使用中需参考5.2.2节。　　(6)数码1～8/D1～D16：前者是LED数码显示器，后者是发光管，它们的显示方式和连线形式也与SW9的输入码有关，使用中也需参考5.2.2节。第5章EDA实验开发系统　　(7) JP1A/JP1B/JP1C：为时钟频率选择模块。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。对于JP1C，同时只能插一个短路帽，以便选择输向CLOCK0的一种频率。由于CLOCK0可选的频率比较多，因此比较适合于目标芯片对信号频率或周期测量等设计项目的信号输入端。JP1B分三个频率源组，即如系统板所示的高频组、中频组和低频组，它们分别对应三组时钟输入端。第5章EDA实验开发系统　　例如，将三个短路帽分别插于JP1B座的2Hz、1024Hz和12MHz，而另三个短路帽分别插于JP1A座的CLOCK4、CLOCK7和CLOCK8，这时输向目标芯片的三个引脚CLOCK4、 CLOCK7和CLOCK8分别获得上述三个信号频率。需要特别注意的是，每一组频率源及其对应时钟输入端分别只能插一个短路帽。也就是说，通过JP1A、JP1B的组合频率选择，最多只能提供三个时钟频率。第5章EDA实验开发系统　　(8) 目标芯片的声讯输出S1：可以通过在JP1B最上端是否插短路帽来选择是否将扬声器接到目标芯片的SPEAKER口(见图5.2)上，即PIO50。如对于ispLSI1032，此口对应其I/O50(PIN5)，对于FLEX10K，对应CLRn(PIN3)。　　(9) J7：为PS/2接口。通过此接口，可以将PC机的键盘或鼠标与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。　　(10) J6：为VGA视频接口。通过它可完成目标芯片对VGA显示器的控制，如使目标芯片向VGA显示器输出一个的VGA显示信号，连接方式参见“实验电路结构图NO.2”(见图5.7)。第5章EDA实验开发系统　　(11) EU3：单片机接口电路，它与目标板的连接方式也已标于主系统板上。　　(12) J8/B4：J8为RS-232串行通信接口，B4是其接口电路，此接口电路是为单片机与PC机通信准备的。　　(13) EU2/AOUT/JP2：EU2为D/A转换接口电路。利用此电路模块，可以完成目标板芯片与D/A转换器的接口实验或相应的开发。第5章EDA实验开发系统　　(14) ADC0809/AIN0/AIN1：外界模拟信号可以分别通过系统板左下侧的两个输入端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。通过适当设计，目标芯片可以完成对ADC0809的工作方式确定、输入端口选择、数据采集与处理等所有控制工作，并可通过系统板提供的译码显示电路，将测得的结果显示出来。第5章EDA实验开发系统　　(15) JP2(左下角座)：JP2的接口方式是：D0～D7→　PIO16～PIO23，Addr.PIO32→A25，PIO33→ALE(22)，PIO34→START(6)。若将插座JP2的“A/D使能”短路、“A/D禁止”开路，则有PIO35→ENABLE(9)；若将“A/D使能”开路、“A/D禁止”短路，则使0→ENABLE(9)，表示禁止0809的工作，使它的所有输出端为高阻态；若将插座JP2的“转换结束”短路，则使PIO36→EOC(7)，由此可使目标芯片对ADC0809的转换状态进行测控。第5章EDA实验开发系统　　(16) VR1/AIN1：VR1为电位器，通过它可以产生0～+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25脚置高电平，即选择IN1通道。　　(17) AD574A：就一般的工业应用来说，AD574A属高速高精度A/D器件，应用十分广泛。GW48-C附有一个AD574A插座。主板上已接成双极性输入方式，信号输入口是AIN0。AD574A内置有10V精密参考电压源，输入采样电压范围是－10～+10V，精度12位，最高位是符号位，转换速度20µs(AD574)或10µs(AD1674)。接线方式如表5.2所示。第5章EDA实验开发系统表5.2GW48-C系统上AD574/1674引脚端口与目标器件引脚连接对照表第5章EDA实验开发系统　　使用时，需将系统板上的两个3针座J10短路帽靠右插，J11短路帽靠左插，以使PIO33与STATUS(PIN28)及AD574的CE(PIN6)与VCC相接。注意：用AD574时要接 –12V电压；不用AD574时应将J10、J11的短路帽还原。使用前需参阅有关AD574的工作时序和引脚信号功能方面的资料。　　(18) 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。　　(19) SW10：系统复位键。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AT89C2051的复位端相连。因此，可兼作单片机的复位键。第5章EDA实验开发系统　　(20) J4：48/50MHz高频时钟源。为了充分利用FPGA和CPLD的高速特性，可以用一根线将J4处的“高频时钟源”插座的一端与“时钟频率选择”插座JP1A左排的一端相连，但要拔去相应的短路帽。　　(21) CON1/CON2：目标芯片适配座B2的插座，在目标板的下方。两条插座的78个插座的连接信号如图5.2所示，此图为用户对实验开发系统作二次开发提供条件。第5章EDA实验开发系统5.2.2GW48实验电路结构图　　1.实验电路信号资源符号图说明　　下面结合图5.4，对实验电路结构图中出现的信号资源符号功能做出一些说明。　　(1)图5.4 (a)是十六进制七段全译码器，它有7位输出，分别接七段数码管的七个显示输入端：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PIO19～PIO16，表示PIO19接D，PIO18接C，PIO17接B，PIO16接A。第5章EDA实验开发系统　　(2)图5.4 (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5.4 (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0000～1111，即H0～HF。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。第5章EDA实验开发系统　　(4)直接与七段数码管相连的连接方式的设置是为了便于对七段显示译码器的设计学习。以图5.7为例，图中所标PIO46～PIO40接g、f、e、d、c、b、a，表示PIO46～PIO40分别与数码管的七段输入g、f、e、d、c、b、a相接。　　(5)图5.4 (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，时间为20ms。第5章EDA实验开发系统　　(6)实验电路结构图NO.5、NO.5A、NO.5B、NO.5C是同一种电路结构，只不过是为了清晰起见，将不同的接口方式分别画出而已。由此可见，它们的接线有一些是重合的，因此只能分别进行实验，而实验电路结构图模式都选5。　　(7)图5.4(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。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　2.各实验电路结构特点与适用范围简述　　(1)结构图NO.0(图5.5)：目标芯片的PIO16～PIO47共八组4位二进制码输出，经译码器可显示于实验系统上的八个数码管。键1和键2可分别输出两个4位二进制码。一方面，这4位码输入目标芯片的PIO11～PIO8和PIO15～PIO12；另一方面，可以观察发光管D1～D8来了解输入的数值。例如，当键1控制输入PIO11～PIO8的数为HA时，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～PIO2输入高电平或低电平。第5章EDA实验开发系统　　扬声器接在SPEAKER上，具体接在哪一引脚要看目标芯片的类型，这需要查阅5.2.3节。例如，目标芯片为FLEX10K10，则扬声器接在3引脚上。目标芯片的时钟输入未在图上标出，也需查阅5.3节。例如，目标芯片为XC95108，则输入此芯片的时钟信号有CLOCK0～CLOCK10共11个可选的输入端，对应引脚为65～80，具体的信号输入方法可参阅5.2.1节。此电路可用于设计频率计、周期计和计数器等。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(2)结构图NO.1(图5.6)：适用于作加法器、减法器、比较器或乘法器。如欲设计加法器，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码管4～数码管1，相加的和显示于数码管6和数码管5。可令键8控制此加法器的最低位进位。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(3)结构图NO.2(图5.7)：可用于VGA视频接口逻辑设计，或使用数码管8至数码管5作七段显示译码方面的实验。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(4)结构图NO.3(图5.8)：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。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(5)结构图NO.4(图5.9)：适合于设计移位寄存器、环形计数器等。电路特点是：当在所设计的逻辑中有串行二进制数从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～D1上逐位显示出来，这能很直观地看到串出的数值。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(6)结构图NO.5(图5.10)：特点是有三个单次脉冲发生器。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(7)结构图NO.6(图5.11)：此电路与图5.7相似，但增加了两个4位二进制发生器，数值分别输入目标芯片的PIO7～PIO4和PIO3～PIO0。例如，当按键2时，输入PIO7～PIO4的数值将显示于对应的数码管2上，以便了解输入的数值。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(8)结构图NO.7(图5.12)：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、键4和键1进行时、分、秒的设置。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(9)结构图NO.8(图5.13)： 此电路适用于并进/串出或串进/并出等工作方式的寄存器、序列器、密码锁等逻辑设计。它的特点是利用键2、键1能序置8位二进制数，而键6能发出串行输入脉冲。每按键一次，即发出一个单脉冲，则此8位序置数的高位在前，向PIO10串行输入一位，同时能从D8～D1的发光管上看到串行左移的数据，十分形象直观。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(10)结构图NO.9(图5.14)：若欲验证交通灯控制等类似的逻辑电路，可选此电路结构。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(11)结构图NO.5A(图略)：此电路即为NO.5电路，可用于完成A/D转换方面的实验。　　(12)结构图NO.5B(图略)：此电路可用于单片机接口逻辑方面的设计和PS/2键盘接口方面的逻辑设计(平时不要把单片机接上，以防口线冲突)。　　(13)结构图NO.5C(图略)：可用于D/A转换接口实验和比较器LM311的控制实验。　　(14)当系统上的“模式指示”数码管显示“A”时，系统将变成一台频率计，数码管8将显示“F”，数码管6至数码管1显示频率值，最低位单位是Hz。　　(15)结构图NO.B(图略)：此电路适用于8位译码扫描显示电路方面的实验。第5章EDA实验开发系统5.2.3GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表　　GW48系统结构图信号名与芯片引脚的关系如表5.3和表5.4所示。其中，表中的“结构图上的信号名”是指实验开发系统板上插座的序号；“引脚号”是指芯片的管脚序号；“引脚名称”是指芯片的可用资源序号。第5章EDA实验开发系统表5.3GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表1第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统表5.4GW48系统结构图信号名与芯片引脚对照表2第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统5.2.4GW48型EDA实验开发系统使用实例　　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，从GW48型EDA实验开发系统的各种实验电路结构图中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，并将有关信息填入芯片引脚的锁定过程表格中，以供设计中的有关步骤使用。第5章EDA实验开发系统　　(3)进入EDA设计中的编程下载步骤时，首先在EDA实验开发系统断电的情况下,将EDA实验开发系统的编程下载接口，通过实验开发系统提供的编程下载线(比如并行下载接口扁平电缆线、USB下载线)与计算机的有关接口(比如打印机并行接口、USB接口)连接好，并将有关选择开关置于所要求的位置，然后接通EDA实验开发系统的输入电源，打开EDA实验开发系统上的电源开关，这时即可进行编程下载的有关操作。第5章EDA实验开发系统　　(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。第5章EDA实验开发系统　　【例5.1】用VerilogHDL设计一个计数范围为0～9999的四位十进制计数器电路cnt9999，并使用GW48型EDA实验开发系统进行硬件验证。　　1)系统原理框图　　为了简化设计并便于显示，本计数器电路cnt9999的设计分为两个层次，其中底层电路包括四个十进制计数器模块cnt10，再由这四个模块按照图5.15所示的原理图构成顶层电路cnt9999。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　2)有关VerilogHDL程序　　计数器cnt9999的底层和顶层电路均采用VerilogHDL文本输入，有关VerilogHDL程序见第4.2节。　　3)硬件逻辑验证操作　　(1)根据图5.15所示的cnt9999电路原理图，本设计实体的输入有时钟信号clk，清零信号clr，计数使能信号ena， 输出为dout[15:0]，据此可选择实验电路结构图NO.0，对应的实验模式为0。第5章EDA实验开发系统　　(2)根据图5.5所示的实验电路结构图NO.0和图5.15确定引脚的锁定。若选用ispLSI1032E-PLCC84或EPM7128S-PL84或XCS05/XCS10-PLCC84芯片，其引脚锁定过程如表5.5所示，其中clk接clock2，clr接键3，ena接键4，计数结果dout[3:0]、dout[7:4]、dout[11:8]、dout[15:12]经外部译码器译码后，分别在数码管1、数码管2、数码管3、数码管4上显示。第5章EDA实验开发系统表5.5cnt9999管脚锁定过程表第5章EDA实验开发系统　　(3)进入EDA设计中的编程下载步骤时，首先在EDA实验开发系统断电的情况下,将EDA实验开发系统的编程下载接口，通过实验开发系统提供的编程下载线（比如并行下载接口扁平电缆线、USB下载线）与计算机的有关接口（比如打印机并行接口、USB接口）连接好，并将有关选择开关置于所要求的位置，然后接通EDA实验开发系统的输入电源，打开EDA实验开发系统上的电源开关，这时即可进行编程下载的有关操作。第5章EDA实验开发系统　　(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0，并将输入时钟信号CLOCK2的短路帽接好，clr接键3，ena接键4，根据测试功能设置好各个输入信号的值，即可进行相应的实验，这时在数码管1、数码管2、数码管3、数码管4上显示的有关结果。当clr=1时，四个数码管均显示0；当clr=0，ena=1时，系统处于计数状态，在每一个时钟的上升沿计数值加1。第5章EDA实验开发系统　　【例5.2】用VerilogHDL设计一个8位二进制并行加法器adder8b，并使用GW48型EDA实验开发系统进行硬件验证。　　1)系统原理框图　　综合考虑系统的速度与资源两个因素，本设计中的8位二进制并行加法器采用两个4位二进制并行加法器级联而成的，其电路原理图如图5.16所示。　　2)有关VerilogHDL程序　　加法器电路adder8b的底层和顶层电路均采用VerilogHDL文本输入，有关VerilogHDL程序见第6.1节。第5章EDA实验开发系统　　3)硬件逻辑验证操作　　(1)根据图5.16所示的8位加法器电路adder8b原理图，本设计实体的输入有被加数a8[7:0]，加数b8[7:0]，低位来的进位c8， 输出为加法和s8[7:0]，加法溢出进位co8，据此可选择实验电路结构图NO.1，对应的实验模式为1。第5章EDA实验开发系统第5章EDA实验开发系统　　(2)由图5.6所示的实验电路结构图NO.1和图5.16确定引脚的锁定。若分别选用ispLSI1032E-PLCC84、EPM7128S-PL84、XCS05/XCS10-PLCC84芯片，其引脚锁定过程如表5.6所示，其中被加数a8[7:4]和a8[3:0]分别由键2与键1输入并显示于数码管2和数码管1、加数b8[7:4]和b8[3:0]分别由键4与键3输入并显示于数码管4和数码管3，低位来的进位c8由键8输入，加法结果将分别通过PIO23～PIO20，PIO19～PIO16输出并显示于数码管6(高4位)和数码管5(低4位)，溢出进位由PIO39输出并显示于发光管D8。第5章EDA实验开发系统表5.6adder8b管脚锁定过程表第5章EDA实验开发系统　　(3)进入EDA设计中的编程下载步骤时，首先在EDA实验开发系统断电的情况下，将EDA实验开发系统的编程下载接口，通过实验开发系统提供的编程下载线(比如并行下载接口扁平电缆线、USB下载线)与计算机的有关接口(比如打印机并行接口、USB接口)连接好，并将有关选择开关置于所要求的位置，然后接通EDA实验开发系统的输入电源，打开EDA实验开发系统上的电源开关，这时即可进行编程下载的有关操作。第5章EDA实验开发系统　　(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1，并将键1～4输入被加数和加数，通过键8输入低位来的进位，即可进行相应的实验，这时可看到数码管1～数码管6显示被加数和加数，数码管5和数码管6显示加法结果，在发光管D8上看到进位溢出信号。