Giáo trình Vi mạch số lập trình (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 1 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp

Nội dung giáo trình được bố cục bao gồm 7 bài với nội dung như sau: Giới thiệu chung về PLD, CPLD và FPGA; Họ CPLD; Họ FPGA; Qui trình thiết kế cho CPLD và FPGA của hãng Xilinx; Phần mềm ISE và modelsim; Ngôn ngữ Verilog HDL; Mốt số chương trình ứng dụng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vi mạch số lập trình (Nghề: Điện tử công nghiệp - CĐ/TC): Phần 1 - Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/ MÔ ĐUN: VI MẠCH SỐ LẬP TRÌNH NGÀNH/ NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: 257 /QĐ-TCĐNĐT ngày 13 tháng 7 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 1 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Vi mạch số lập trình là một trong những giáo trình mô đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Trong những năm gần đây, công nghệ FPGA ( Field Programmable Gate Array) đã và đang phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực điện tử. FPGA được hiểu như là một IC số có thể lập trình được, được ứng dụng trong việc xử lý tín hiệu số, xử lý số,…để thay thế các IC số thông thường, cồng kềnh. Bằng cách sử dụng FPGA người thiết kế có thể tạo ra một mạch điện chức năng thay vì sử dụng nhiều IC số. Chính vì vậy, nhu cầu hiểu biết về IC số có thể lập trình được nói chung và FPGA nói riêng là một nhu cầu cần thiết cho các cán bộ kỹ thuật điện tử. Nội dung giáo trình được bố cục bao gồm 7 bài với nội dung như sau: Bài 1: Giới thiệu chung về PLD, CPLD và FPGA Bài 2: Họ CPLD Bài 3: Họ FPGA Bài 4: Qui trình thiết kế cho CPLD và FPGA của hãng Xilinx Bài 5: Phần mềm ISE và modelsim Bài 6: Ngôn ngữ Verilog HDL Bài 7: Mốt số chương trình ứng dụng Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp. Đồng Thápi, ngày tháng năm 2017 Tham gia biên soạn 4 MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................. 3 MỤC LỤC .......................................................................................................... 4 BÀI 1 ................................................................................................................ 10 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLD, CPLD VÀ FPGA ...................................... 10 1. Lịch sử phát triển: .................................................................................. 10 2. Sự cần thiết và ý nghĩa thực tế của việc sử dụng mảng logic có thể lập trình được: .................................................................................................... 12 3. Cấu trúc cơ bản của PLD: ...................................................................... 13 3.1 PAL:................................................................................................. 13 3.2 PLA:................................................................................................. 15 3.3 GAL ................................................................................................. 15 4. Cấu trúc cơ bản của CPLD: ................................................................... 16 5. Cấu trúc cơ bản của FPGA: ................................................................... 18 6. Sự khác biệt giữa PLD, CPLD và FPGA: ............................................. 19 7. Phần mềm hỗ trợ: ................................................................................... 20 BÀI 2 ................................................................................................................ 21 HỌ CPLD......................................................................................................... 21 1. Giới thiệu chung: ................................................................................... 21 2. Vi mạch CPLD: ..................................................................................... 22 BÀI 3 ............................................................................................................... 28 HỌ FPGA ........................................................................................................ 28 1. Giới thiệu chung: ................................................................................... 28 2. Vi mạch FPGA: ..................................................................................... 29 2.1. Mô tả FPGA: ................................................................................... 30 2.2. Thông số giới hạn: ........................................................................... 48 2.3. Đặc tính lưu trữ dữ liệu: .................................................................. 48 2.4. Đặc tính điện DC: ................................................... ...