CPLD和FPGA的编程和配置有哪些方式

对CPLD/FPGA芯片进行编程配置的方式有多种

1、按使用计算机的通讯接口划分，有：

（1）串口下载（BitBlaster或MasterBlaster）、

（2）并口下载（ByteBlaster）、

（3）USB接口下载(MasterBlaster或APU)等方式。

2、若按使用的CPLD/FPGA器件划分，有：

1）CPLD编程（适用于片内编程元件为EPROM、E2PROM 和闪存的器件）；

2）FPGA下载（适用于片内编程元件为SDRAM的器件）

3、按CPLD/FPGA器件在编程下载过程中的状态划分,有:

1）主动配置方式。

在这种配置方式下,由CPLD器件引导配置 *** 作的过程并控制着外部存贮器和初始化过程；

2）被动配置方式。

在这种配置方式下,由外部CPU或控制器（如单片机）控制配置的过程。

CPLD/FPGA器件按照正常使用和下载的不同过程其工作状态分为三种：

1、用户状态(User mode)

即电路中CPLD器件正常工作时的状态；

2、配置状态(Configuration mode )

指将编程数据装入CPLD/FPGA器件的过程，也可称之为下载状态；

3、初始化状态(Initialization)

此时CPLD/FPGA器件内部的各类寄存器复位，

让I／O引脚为使器件正常工作作好准备。

ALTERA公司的开发系统MAX+PLUSⅡ可以生成多种格式的编程数据文件。对于不同系列器件, 所能生成的编程/配置文件类型有所不同, 但大致可有下面几种类型:

①SRAM Object格式（sof）:

SOF格式文件用于FLEX器件的Bit Blaster或Byteblaster被动配置方式。

MAX+PLUS II编译综合工具会在编译综合过程中自动为FLEX系列器件生成SOF数据格式文件, 其它数据格式均可由该种格式转化而成。

②Programming Object格式（pof）:

POF格式文件用于对MAX系列器件编程配置, 也可以用于对采用EPROM配置方式的FLEX器件进行配置。POF文件也是由MAX+PLUS II软件在编译综合过程中自动产生。

③十六进制格式（hex）:

HEX格式文件是使用第三方编程硬件对并行EPROM编程的数据文件，从而可以将并行EPROM作为数据源, 用微处理器对FLEX器件进行被动串行同步（PS）配置或被动串行异步（PSA）配置。

④ASCII码文本格式（ttf）:

TTF格式文件适用于被动串行同步（PS）配置和被动串行异步（PSA）配置类型, 它在配置数据之间以逗号分隔。

编程一般会用：Verilog和VHDL两种来完成，也用用电路直接搭的，那种比较高端，需要很丰富的设计经验，和对数字电路的了解

fpga开发的语言是Verilog HDL。

Verilog HDL是一种硬件描述语言，以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言，用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式，还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。

Verilog的设计初衷是成为一种基本语法与C语言相近的硬件描述语言。这是因为C语言在Verilog设计之初，已经在许多领域得到广泛应用，C语言的许多语言要素已经被许多人习惯。一种与C语言相似的硬件描述语言，可以让电路设计人员更容易学习和接受。

不过，Verilog与C语言还是存在许多差别。另外，作为一种与普通计算机编程语言不同的硬件描述语言，它还具有一些独特的语言要素，例如向量形式的线网和寄存器、过程中的非阻塞赋值等。总的来说，具备C语言的设计人员将能够很快掌握Verilog硬件描述语言。

扩展资料

FPGA具有可编程的延迟数字单元，在通信系统和各类电子设备中有着比较广泛的应用，比如同步通信系统，时间数值化系统等，主要的设计方法包括数控延迟线法，存储器法，计数器法等，其中存储器法主要是利用 FPGA的RAM或者FIFO实现的。

利用 FPGA 对SD卡相关数据进行读写可以依据具体算法的需求低FPGA芯片开展编程，更加实际情况的变化实现读写 *** 作的不断更新。这种模式之下只需要利用原有的芯片便可以实现对SD卡的有效控制，明显降低了系统的成本。

通常情况下，通信行业综合考虑成本以及运营等各方面的因素，在终端设备数量比较多的位置，FPGA的用量比较大，基站最适合使用FPGA，基站几乎每一块板子都需要使用FPGA芯片，而且型号比较高端，可以处理复杂的物理协议，实现逻辑控制。

同时，由于基站的逻辑链路层，物理层的协议部分需要定期更新，也比较适合采用FPGA技术。目前，FPGA主要在通信行业的建设初期和中期应用，后期逐步被ASIC替代。

参考资料：

百度百科-FPGA

参考资料：

百度百科-Verilog HDL

不需要分析什么程序。。

你只要记住，FPGA里面的输入输出都是以FPGA的芯片为第一人称来讲的。只要记住就可以了。。

通俗讲就是芯片内部往外输出信号就是output，外面的信号往芯片内部输入就是input。

举个例子，你的主时钟50MHZ，是在芯片外面的晶振把信号输入进来，所以clk就是input。

外围的ic器件的分析都是一样的。。

小灯亮灭的时间掌握好，用一个计数器来掌握小灯亮灭的时间，不一定要分频。比如说，50MHz的时钟，小灯没1秒变化一次，那么1秒钟走过了50M个时钟，所以把计数器的最大值设置为50M。每次计数器益处，小灯的状态变化。

module

xunhuan

(clk,reset,LED);

parameter

N=30;

parameter

MAX=30'h2FAF080;

//

50M

input

clk,reset;

output

LED;

reg

ledreg;

reg

[N-1:0]

counter;

always@(posedge

clk

or

negedge

reset)

if(!reset)

counter<=0;

else

if

(counter==MAX)

counter<=0;

else

counter<=counter+1;

always@(posedge

clk

or

negedge

reset)

if

(!reset)

ledreg<=0;

else

if

(counter==0)

ledreg<=~ledreg;

assign

LED=ledreg;

endmodule

它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（LogicCellArray）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（ConfigurableLogicBlock）、输出输入模块IOB（InputOutputBlock）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA的基本特点主要有：1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。5）FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。目前FPGA的品种很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。FPGA有多种配置模式：并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式；主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA；串行模式可以采用串行PROM编程FPGA；外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。以各种类型的FPGA芯片加上实验开发需要的外围通用电路，结合实验程序，就形成FPGA开发板，可以高效快速学习FPGA开发。ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)是专用集成电路。目前，在集成电路界ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。ASIC分为全定制和半定制。全定制设计需要设计者完成所有电路的设计，因此需要大量人力物力，灵活性好但开发效率低下。如果设计较为理想，全定制能够比半定制的ASIC芯片运行速度更快。半定制使用库里的标准逻辑单元(StandardCell)，设计时可以从标准逻辑单元库中选择SSI(门电路)、MSI(如加法器、比较器等)、数据通路(如ALU、存储器、总线等)、存储器甚至系统级模块(如乘法器、微控制器等)和IP核，这些逻辑单元已经布局完毕，而且设计得较为可靠，设计者可以较方便地完成系统设计。现代ASIC常包含整个32-bit处理器,类似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存储单元和其他模块这样的ASIC常被称为SoC(片上系统)。FPGA是ASIC的近亲，一般通过原理图、VHDL对数字系统建模，运用EDA软件仿真、综合，生成基于一些标准库的网络表，配置到芯片即可使用。它与ASIC的区别是用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题，而且可以随时改变其逻辑功能，使用灵活。FPGA（现场可编程门阵列）是专用集成电路（ASIC）中集成度最高的一种，用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑，因而也被用于对CPU的模拟。用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPGA中，对其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构，这一特性可以构建一个根据计算任务不同而实时定制的CPU，这是当今研究的热门领域。

C语言是目前世界上流行、使用最广泛的面向过程的高级程序设计语言。 C语言对 *** 作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行 *** 作的场合，用C语言明显优于其它高级语言，许多大型应用软件都是用C语言编写的。

C语言一共只有32个关键字,9种控制语句，程序书写自由，主要用小写字母表示。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。 C 语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行 *** 作, 而这三者是计算机最基本的工作单元。

运算符丰富

C的运算符包含的范围很广泛，共有种34个运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C的运算类型极其丰富表达式类型多样化，灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。

数据结构丰富

C的数据类型有：整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据类型的运算。并引入了指针概念,使程序效率更高。另外C语言具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。

系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA一般来说比ASIC（专用集成电路）的速度要慢，实现同样的功能比ASIC电路面积要大。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。

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