电子设计自动化(全套课件712P)

电子设计自动化电子设计自动化1第一部分电路仿真第1章Multisim8基本知识教学目的和要求：1、熟练掌握Multisim仿真软件的使用方法；2、熟练掌握Multisim的器件使用和仿真分析方法。教学主要内容：1．1Multisim8基本操作1．2Multisim8菜单项和和工具栏1．3Multisim8元件库与元件1．4Multisim8的虚拟仪器1．5Multisim8的仿真分析方法第一部分电路仿真第1章Multisim8基本知识21．1Multisim8基本操作1．菜单栏2．设计工具箱3．扩展条4．工作电路区1．1Multisim8基本操作1．菜单栏31．2Multisim8菜单项和和工具栏1、文件菜单（File）2、编辑菜单（Edit）3、窗口显示菜单（View）4、放置菜单（Place）5、仿真菜单（Simulate）6、文件输出菜单（Transfer）7、工具菜单（Tools）8、报告菜单（Reports）9、选项菜单（Options）10、窗口菜单（Windows）11、帮助菜单（Help）1．2Multisim8菜单项和和工具栏1、文件菜单（41．3Multisim8元件库与元件1．3．1Multisim8元件库1．MultisimMaster库2．CorporateLibrary库3．User库1．3Multisim8元件库与元件1．3．1Mu51．3．2Multisim8的元件1．电源库2．基本元件库3．二极管库4．晶体管库5．模拟集成元件库6．TTL元件库7.CMOS元件库8.其他数字元件库9．混合器件库10．指示器件库（Indicators)11．其他器件库（Miscellaneous)12．射频器件库13．机电器件库1．3．2Multisim8的元件1．电源库9．混61．4Multisim8的虚拟仪器1.4.1数字万用表1.4.2函数信号发生器1.4.3瓦特表1.4.4双通道示波器1.4.5波特图仪1.4.6频率计1.4.7字信号发生器1.4.8逻辑分析仪1.4.9逻辑转换仪1.4.10失真分析仪1.4.11安捷伦万用表1．4Multisim8的虚拟仪器1.4.1数字万71.4.1数字万用表A：测量对象为电流。V：测量对象为电压。Ω：测量对象为电阻。dB：将万用表切换到分贝显示。：表示万用表的测量对象为交流参数。：表示万用表的测量对象为直流参数。+：对应万用表的正极；-：对应万用表的负极。Set：单击该按纽可弹出对话框。在其中可以对数字万用表的表内阻的量程等参数进行设置。1.4.1数字万用表A：测量对象为电流。81.4.2函数信号发生器Frequency：设置输出信号的频率。DutyCycle：设置输出的方波和三角波电压信号的占空比。Amplitude：设置输出信号的幅度的峰值。Offset：设置输出信号的偏置电压，即设置输出信号中直流成分的大小。SetRise/FallTime：设置上升沿与下降沿的时间。仅对方波有效。+：表示波形电压信号的正极性输出端。-：表示波形电压信号的负极性输出端。Common：表示公共接地端。1.4.2函数信号发生器Frequency：设置输出信号91.4.3瓦特表PowerFactor：功率因数显示栏。Voltage：电压的输入端点，从“+”、“-”极接入。Current：电流的输入端点，从“+”、“-”极接入。1.4.3瓦特表PowerFactor：功率因数显示栏101.4.4双通道示波器Timebase模块

该模块主要用来进行时基信号的控制调整。其各部分功能为：Scale：X轴刻度选择。控制在示波器显示信号时，X轴每一格所代表的时间。单位为ms/Div，范围为1ps—1000Ts。Xposition：用来调整时间基准的起始点位置。即控制信号在X轴的偏移位置，调整的范围为-5V—+5V。1.4.4双通道示波器Timebase模块11Timebase模块Y/T按纽：选择X轴显示时间刻度且Y轴显示的电压信号幅度的示波器显示方式，即信号波形随时间变化的显示方式，是打开示波器后的默认方式。Add：选择X轴显示时间以及Y轴显示的电压信号幅度为A通道和B通道的输入电压之和。B/A：选择将A通道信号作为X轴扫描信号，B通道信号幅度除以A通道信号幅度后所得信号作为Y轴的信号输出。A/B：选择将B通道信号作为X轴扫描信号，A通道信号幅度除以B通道信号幅度后所得信号作为Y轴的信号输出。Timebase模块Y/T按纽：选择X轴显示时间刻度且Y轴显12Channel模块该模块用于双通道示波器输入通道的设置。ChannelA：A通道设置。Scale：Y轴的刻度选择。控制在示波器显示信号时，Y轴每一格所代表的电压刻度。单位为V/Div，范围为1pv—1000Tv。Yposition：用来调整示波器Y轴方向的原点。即波形在Y轴的偏移位置，调整范围为-3—+3。AC方式：滤除显示信号的直流部分，仅仅显示信号的交流部分。0：没有信号显示，输出端接地。DC方式：将显示信号的直流部分与交流部分求和后进行显示。ChannelB：B通道设置。Channel模块该模块用于双通道示波器输入通道的设置。AC13Trigger模块该模块用于设置示波器的触发方式。Edge：触发边沿的选择设置，有上升边沿和下降边沿等选择方式。Level：设置触发电平的大小，该选项表示只有当被显示的信号超过该文本框中的数值时，示波器才能进行采样显示。Type：设置触发方式。Auto：自动触发方式，只要有输入信号就显示波形。Single：单脉冲触发方式，满足触发电平的要求后，示波器仅仅采样一次。每单击Single一次便产生一个触发脉冲。Normal：只要满足触发电平的要求，示波器就采样显示输出一次。Trigger模块该模块用于设置示波器的触发方141.4.5波特图仪Mode该区域是输出方式选择区。（1）Magnitude：用于显示被测电路的幅频特性曲线。（2）Phase：用于显示被测电路的相频特性曲线。1.4.5波特图仪Mode15Horizontal该区域是水平坐标（X轴）的频率显示格式设置区，水平轴总是显示频率的数值。（1）Log：水平坐标采用对数的显示格式。（2）Lin：水平坐标采用线性的显示格式。（3）F：水平坐标（频率）的最大值。（4）I：水平坐标（频率）的最小值。Vertical该区域是垂直坐标设置区。（1）Log：垂直坐标采用对数的显示格式。（2）Lin：垂直坐标采用线性的显示格式。（3）F：垂直坐标（频率）的最大值。（4）I：垂直坐标（频率）的最小值。Control该区域是输出控制区。（1）Reverse：将示波器显示屏的背景色同黑色改为白色。（2）Save：保存显示的特性曲线及其相关的参数设置。（3）Set：设置扫描的分辨率。Horizontal161.4.6频率计（1）Measurement选项区：参数测量区。Freq：用于测量频率。Period：用于测量周期。Pulse：用于测量正/负脉冲的持续时间。Rise/Fall：用于测量上升沿/下降沿的时间。（2）Coupling选项区：用于选择电流耦合方式。AC：交流DC：直流（3）Sensitivity选项区：主要用于灵敏度设置。（4）TriggerLevel选项区：触发电平设置区。当被测信号的幅度大于触发电平时才能进行测量。1.4.6频率计（1）Measurement选项区：参数171.4.7字信号发生器1.4.7字信号发生器18（1）Controls区：输出字符控制，用来设置字信号发生器的最右侧的字符编辑显示区字符信号的输出方式，有下列3种模式：Cycle：在已经设置好的初始值和终止值之间循环输出字符。Burst：每单击一次，字信号发生器将从初始值开始到终止值结束的逻辑字符输出一次，即单页模式。Step：每单击一次，输出一条字信号，即单步模式。（2）Display：用于设置字信号发生器的最右侧的字符编辑显示区的字符显示格式，有Hex、Dec、Binary、ASCII等几种计数格式。（3）Trigger：用于设置触发方式。Internal：内触发方式。External：外触发方式，此时，需要接入外部触发信号。（4）Frequency：用于设置字符信号的输出时钟频率。（5）字符编辑显示区：字信号发生器的最右侧的空白显示区，用来显示字符。（1）Controls区：输出字符控制，用来设置字信号发生器191.4.8逻辑分析仪

1.4.9逻辑转换仪1.4.8逻辑分析仪

1.4.9逻辑转换仪201.4.10失真分析仪（1）TotalHarmonicDistortion：总的谐波失真显示区。（2）Start：启动失真分析按纽。（3）Stop：停止失真分析按纽。（4）Fundamamental：设置失真分析的基频。（5）ResolutionFreq：设置失真分析的频率分辨率。（6）THD：显示总的谐波失真。（7）SINAD：显示信噪比。（8）Set按纽：测试参数对话框设置。1.4.10失真分析仪（1）TotalHarmonic211.4.11安捷伦万用表1.4.11安捷伦万用表221．功能选择区（FUNCTION）DCV：用于测量直流电压/电流；ACV：用于测量交流电压/电流；Ω2W：用于测量电阻；Freq：用于测量信号的频率或周期；Cont：用于测量连续模式测量电阻的阻值。2．数学运算区（MATH）Null：表示相对测量方式，将相邻的两次测量值的差值显示出来；Min/Max：用于显示已经存储的测量过程中的最大-最小值。3．菜单选择区（MENU）：用于进行菜单的选择。4．量程选择区（RANGELDIGHTS）：用于量程的选取。5．触发模式设置区（Auto/Hold）：用于单触发模式的选择设置。6．其他功能键1．功能选择区（FUNCTION）23第一部分电路仿真第2章Multisim电路仿真软件在电子设计中的应用教学目的和要求：掌握Multisim电路仿真软件在电子设计中的应用；能够利用Multisim电路仿真软件进行分析或设计电路。教学主要内容：2．1Multisim电路仿真软件在电路分析中的应用2．2Multisim电路仿真软件在模拟电路中的应用2．3Multisim电路仿真软件在数字电路中的应用2．4Multisim电路仿真软件在非线性电路中的应用

第一部分电路仿真第2章Multisim电路仿真软件在242．1Multisim电路仿真软件在电路分析中的应用2．1．1电阻电路的分析【例题2-1】电路如图2-1所示，试利用Multisim8求各节点电位。2．1Multisim电路仿真软件在电路分析中的应用2．252．1．2谐振电路分析【例题2-2】串联谐振电路如图2-5所示，利用Multisim8分析电路的幅频特性和相频特性。2．1．2谐振电路分析262．2Multisim电路仿真软件在模拟电路中的应用2．2．1单管放大电路的仿真分析【例题2-3】共发射极放大电路如图2-9所示，利用Multisim8分析该电路的放大情况。2．2Multisim电路仿真软件在模拟电路中的应用2．272．2．2运算电路的仿真分析【例题2-4】反相比例运算电路如图2-17所示，利用Multisim8进行仿真分析。2．2．2运算电路的仿真分析28【例题2-5】微分运算电路如图2-19所示，利用Multisim8进行仿真分析。【例题2-5】微分运算电路如图2-19所示，利用Multis292．3Multisim电路仿真软件在数字电路中的应用2．3．1时序逻辑电路的分析应用【例题2-6】图2-21为十进制计数器的电路图，利用Multisim8进行仿真分析。2．3Multisim电路仿真软件在数字电路中的应用2．30【例题2-7】图2-22为一个十分频器，利用Multisim8进行仿真分析。

【例题2-7】图2-22为一个十分频器，利用Multisim312．3．2555定时器中的应用【例题2-8】图2-24为555多谐振荡器电路，利用Multisim8进行仿真分析。2．3．2555定时器中的应用322．4Multisim电路仿真软件在非线性电路中的应用2．4．1直流稳压电源的分析【例题2-9】图2-26为稳压电源电路，利用Multisim8进行仿真分析。2．4Multisim电路仿真软件在非线性电路中的应用233【例题2-9】图2-30为模拟乘法器实现振幅调制电路，利用Multisim8进行仿真分析。【例题2-9】图2-30为模拟乘法器实现振幅调制电路，利用M34【例题2-10】图2-34为模拟乘法器实现同步检波电路，利用Multisim8进行仿真分析。【例题2-10】图2-34为模拟乘法器实现同步检波电路，利用351．5Multisim8的仿真分析方法1、直流工作点分析2、交流分析3、瞬态分析4、傅立叶分析5、噪声分析6、噪声系数分析7、失真分析8、直流扫描分析9、灵敏度分析10、参数扫描分析、11、温度扫描分析12、零-极点分析13、传递函数分析14、最坏情况分析15、蒙特卡罗分析16、射频分析17、批处理分析18、最小线宽分析19、用户自定义分析。1．5Multisim8的仿真分析方法1、直流工作点分36第3章概述教学目的：1、掌握PROTEL99SE的文件管理和基本操作2、了解PROTEL99SE的安装过程教学重点：PROTEL99SE的文件管理教学过程：2学时第3章概述教学目的：37Protel99SE是基于Windows的32位EDA设计系统，它集强大的设计能力、复杂工艺的可生产性、设计过程管理于一体，可完整实现电子产品从电子学概念设计到生成物理生产数据的全过程。既满足了产品的高可靠性，又极大缩短了设计周期，降低了设计成本。第3章概述Protel99SE是基于Windows的32位EDA设38一、Protel99SE的组成与特点1．Protel99SE的体系结构及设计组件（1）多功能高效率的原理图设计组件Schematic99（2）功能强大的PCB设计系统PCB99（3）自动布线组件Route99（4）通用的可编程逻辑器件设计PLD99（5）高级数模混合电路信号仿真组件SIM99第3章概述一、Protel99SE的组成与特点第3章概述392．Protel99SE的新特性SmartDoc技术——所有文件都存储在一个综合设计数据库中。SmartTeam技术——设计组的所有成员可同时访问同一个设计数据库的综合信息，更改通告以及文件锁定保护，确保整个设计组的工作协调配合。SmartTool技术——把所有设计工具(原理图设计、电路仿真、PLD设计、PCB设计、自动布线、信号完整性分析以及文件管理器)都集中到一个独立、直观的设计管理器界面上。

第3章概述2．Protel99SE的新特性第3章概述40二、Protel99SE的安装和运行

（1）Protel99SE的安装 （2）安装修补程序 （3）Protel99SE系统文件备份 （4）Protel99SE系统的主控环境 （5）系统界面字体的设置第3章概述二、Protel99SE的安装和运行第3章概述41三、Protel99SE的文件管理 （1）建立工程数据库文件 （2）数据库文件的打开和关闭 （3）建立数据库的内部文件 （4）内部文件的打开和关闭 （5）内部文件的复制和移动 （6）内部文件的重命名和删除 （7）文件的保存 （8）内部文件的备份第3章概述三、Protel99SE的文件管理第3章概述42Protel99SE的文件夹结构Protel99SE的文件夹结构43Protel99SE的文件类型及其说明Protel99SE的文件类型及其说明44服务器和编辑器图标

服务器和编辑器图标45创建文件实例例：创建文件实例例：46第4章PROTEL99SE原理图设计专题1设计与绘制电路原理图专题2SCH元件图形的绘制专题3电路原理图的常用处理技术第4章PROTEL99SE原理图设计专题1设计与绘制电47专题1设计与绘制电路原理图教学目的：掌握原理图的设计过程和编辑技巧教学重点：1、图纸设置2、电路原理图的绘制过程和基本操作教学难点：1、原理图的编辑技巧2、复杂电路图的绘制教学过程：10学时专题1设计与绘制电路原理图教学目的：48专题1设计与绘制电路原理图1、电路原理图设计流程专题1设计与绘制电路原理图1、电路原理图设计流程49专题1设计与绘制电路原理图设计步骤设置原理图图纸大小选择和放置元件原理图布线建立网络表电气原理测试和模拟编辑与调整文件的存盘和打印专题1设计与绘制电路原理图设计步骤50专题1设计与绘制电路原理图2、原理图设计文档的建立（1）建立项目数据库文件（2）进入原理图设计界面的步骤（3）主工具栏的打开和关闭专题1设计与绘制电路原理图2、原理图设计文档的建立51电子设计自动化(全套课件712P)52专题1设计与绘制电路原理图3、设置图纸属性（1）设置图纸大小 1英寸=25.4毫米（1mil=0.0254mm)（2）设置图纸方向专题1设计与绘制电路原理图3、设置图纸属性53专题1设计与绘制电路原理图（3）设置标题栏类型例：设计如下标题栏注意：圆点命令的使用！特殊字符串切换方法！专题1设计与绘制电路原理图（3）设置标题栏类型54专题1设计与绘制电路原理图（4）设置图纸栅格SnapOn（锁定栅格）Visible（可视栅格）（5）设置自动寻找电气节点ElectricalGrid：用来设置是否有自动寻找电气节点功能。（6）其它功能的设置专题1设计与绘制电路原理图（4）设置图纸栅格55专题1设计与绘制电路原理图4、模板的应用（1）建立模板 注意选择文件格式（*.dot)（2）调用模板 命令：Design/Template/SetFileName5、SCH库元件的调用（1）装入元件库 两个最重要的元件库： MiscellaneousDevice.ddb ProtelDosSchematicLibrary.ddb（2）查找元件专题1设计与绘制电路原理图4、模板的应用56电子设计自动化(全套课件712P)57电子设计自动化(全套课件712P)58专题1设计与绘制电路原理图6、放置元件（1）利用菜单命令放置元件装入元件库执行菜单命令PLACE/PART（2）利用元件库管理器放置元件装入元件库选定元件所属元件库放置选定元件到工作平面上专题1设计与绘制电路原理图6、放置元件59专题1设计与绘制电路原理图（3）对象的选定与取消对象的选定选取点取（任何时候只能有一个对象被点取）取消选定取消选取取消点取专题1设计与绘制电路原理图（3）对象的选定与取消60专题1设计与绘制电路原理图（4）对象的旋转、翻转与移动

旋转：按空格键 左右翻转：X 上下翻转：Y（5）对象的删除

选取：CTRL+DELETE 点取：DELETE专题1设计与绘制电路原理图（4）对象的旋转、翻转与移动61专题1设计与绘制电路原理图（6）对象的剪切、复制和粘贴

剪切：CTRL+X复制：CTRL+C 粘贴：CTRL+V（7）对象的属性编辑

在放置状态下按Tab键出现对象属性，或直接双击对象。

LibRef：元件名称 Footprint：元件封装 Designator：元件标号 PartType：元件标称值专题1设计与绘制电路原理图（6）对象的剪切、复制和粘贴62例：放置如下表所列元件例：放置如下表所列元件63专题1设计与绘制电路原理图7、绘制电路原理图（1）画线工具绘制导线绘制总线绘制总线出入端口设置网络标号绘制电源及接地符号放置元器件放置电路方框图放置电路方框图进出口放置节点放置ERC测试点放置PCB布线指示专题1设计与绘制电路原理图7、绘制电路原理图64专题1设计与绘制电路原理图（2）绘制导线 注意导线（Wire）与直线（Line）的区别： 导线：具有电气特性 直线：没有电气特性（3）放置节点 节点是区分两条导线在电气上是否相通的标记。 在连线的“十”字形交接处，系统不会加入节点， 在连线的“T”字形交接处，系统会加入电气节点。专题1设计与绘制电路原理图（2）绘制导线65专题1设计与绘制电路原理图（4）放置电源、接地等符号专题1设计与绘制电路原理图（4）放置电源、接地等符号66专题1设计与绘制电路原理图（5）绘制总线 总线是由数条性质相同的导线组成，总线没有电气特性，总线应配合网络标号进行使用。（6）放置电路输入/输出端口 输入/输出端口是电路与外界相连的接口。 单击TAB键，出现端口属性：端口名称端口箭头方向端口信号传输方向对条方式专题1设计与绘制电路原理图（5）绘制总线67专题1设计与绘制电路原理图（7）放置网络标号

网络标号在电路图中具有实际的电气连接功能，与输入/输出端口相似，可在两个或两个以上电路图放置相同的网络标号。 注意问题： 网络标号不能放在元件管脚上，而必须放在连线上，同时必须将网络标号的整个底部靠近连线放置才有效。专题1设计与绘制电路原理图（7）放置网络标号68专题1设计与绘制电路原理图8、复杂电路原理图设计（1）元件编号自动标注执行菜单命令Tools/Annotate设置对话框AnnotateOptionsGroupPartsTogetherIfMatchByRe-annotateMethod选择好各项后，单击“OK”，系统自动进行标注，并生成*.rep报表文件专题1设计与绘制电路原理图8、复杂电路原理图设计69专题1设计与绘制电路原理图（2）绘制总线进出点 总线与导线相连时，必须用总线进出点。（3）放置注释文字注意：圆点命令的使用！切换字符和圆点命令的方法Tools/Preferences下的选择项CoventSpecialStrings专题1设计与绘制电路原理图（2）绘制总线进出点70专题1设计与绘制电路原理图9、原理图的编辑技巧（1）阵列式粘贴的应用准备好要阵列式粘贴的对象阵列式粘贴的操作专题1设计与绘制电路原理图9、原理图的编辑技巧71专题1设计与绘制电路原理图（2）对象的整体编辑 整体编辑是非常实用的功能，常用于多个对象的属性进行批量设置。专题1设计与绘制电路原理图（2）对象的整体编辑72专题2SCH元件图形的绘制教学目的：掌握元件图形的制作和创建方法教学重点：1、绘制工具栏的使用2、元件图形的制作和创建教学难点：1、带子件元件图形的制作教学过程：4学时专题2SCH元件图形的绘制教学目的：73专题2SCH元件图形的绘制1、建立元件库（1）建立元件库（.Ddb）（2）建立元件子库（.Lib）2、SCH元件库编辑器的使用（1）元件库编辑器界面的组成 编辑元件图形时位置通常取第四象限，元件左上角紧靠十字中心。专题2SCH元件图形的绘制1、建立元件库74专题2SCH元件图形的绘制（2）元件管理器Components区域Group区域Pins区域Mode区域（3）菜单命令专题2SCH元件图形的绘制（2）元件管理器75专题2SCH元件图形的绘制3、常用绘图工具的使用（1）画图工具栏（2）IEEE符号工具栏专题2SCH元件图形的绘制3、常用绘图工具的使用76专题2SCH元件图形的绘制（3）画图工具的使用画直线画曲线画圆弧线画多边形放置文字画矩形画圆角矩形画椭圆或圆插入图片专题2SCH元件图形的绘制（3）画图工具的使用77专题2SCH元件图形的绘制放置元件引脚带黑点的一端应朝外注意引脚属性的设置专题2SCH元件图形的绘制放置元件引脚78专题2SCH元件图形的绘制4、元件的制作与创建实例（1）分立元件的制作方法（2）绘制带子件的元件图形（3）绘制一般集成电路图形专题2SCH元件图形的绘制4、元件的制作与创建实例79专题2SCH元件图形的绘制分立元件的制作（1）对已有元件图形进行修改把元件修改好后存回元件库中将元件图形作为母本复制到新库中再进行修改（2）分立元件的创建建立新元件编辑环境画元件符号放置引脚设置引脚属性存盘专题2SCH元件图形的绘制分立元件的制作80专题2SCH元件图形的绘制绘制带子件的元件图形

设计这种元件图形时只需画其中一个子件的图形，其他子件图形用复制的方法产生。绘制一般集成电路图形

注意定义管脚属性的设置专题2SCH元件图形的绘制绘制带子件的元件图形81专题2SCH元件图形的绘制小结 通过本章的学习，要学会元件图形的制作与创建方法，包括带子件的元件图形符号。专题2SCH元件图形的绘制小结82专题3电路原理图的常用处理技术教学目的：掌握层次电路图的设计以及网络表的创建教学重点：1、层次电路图的绘制2、REC测试3、网络表的生成教学难点：层次电路图的设计教学过程：8学时专题3电路原理图的常用处理技术教学目的：83专题3电路原理图的常用处理技术1、层次式电路设计 为了提高电路图的可读性，较复杂的电路都采用层次式结构。最上层电路称为“根层电路”或“顶层电路”，下面的电路图称为“分图”或“子图”。 层次电路又称为模块式电路，设计方法分“自上而下”和“自下而上”两种。专题3电路原理图的常用处理技术1、层次式电路设计84专题3电路原理图的常用处理技术（1）自上而下设计法 这种设计法是先设计根层电路再设计分图。画电路方块图在方块图中放置进出点标志设计下级分图专题3电路原理图的常用处理技术（1）自上而下设计法85专题3电路原理图的常用处理技术（2）自下而上设计法 先设计好各下级分图然后再设计根层电路图。建立根层电路文件创建电路方块图专题3电路原理图的常用处理技术（2）自下而上设计法86专题3电路原理图的常用处理技术（3）认识层次电路的模式 常用层次电路分类有五种模式。模式1：各分图用相同名称的端口建立连接模式2：用输入/输出端口表示电路间连接模式3：各分图用进出点实现连接模式4：嵌套型电路结构模式5：一种特殊的重复模块式电路设计，将部分功能电路设计成元件形式。专题3电路原理图的常用处理技术（3）认识层次电路的模式87专题3电路原理图的常用处理技术（4）层次电路的漫游（5）网络标号有效范围的设置 网络标号有效范围是在对层次电路图进行有关电路分析操作时进行设置的。需要设置网络标号有效范围情况：层次电路图电气法则检测层次电路图和PCB图同步设计层次电路图生成网络表文件层次电路图进行仿真编译一个PLD的层次电路图专题3电路原理图的常用处理技术（4）层次电路的漫游88专题3电路原理图的常用处理技术2、电气法则测试（ERC）（1）ERC对话框选项定义网络同名未实际连接网络标号未实际连接电路图件电路图编号同名元件编号同名总线标号格式错误引脚浮接忽略警告性测试报告专题3电路原理图的常用处理技术2、电气法则测试（ERC）89专题3电路原理图的常用处理技术（2）电气法则测试（3）NOERC的使用专题3电路原理图的常用处理技术（2）电气法则测试90专题3电路原理图的常用处理技术3、常用报表的生成（1）网络表元件之间的连接线路称为网络网络表是元件连接关系的文字描述文件网络表是连接原理图和PCB图的桥梁纽带，是原理图和印制板图之间的接口文件。专题3电路原理图的常用处理技术3、常用报表的生成91专题3电路原理图的常用处理技术网络表的选项设置 选用菜单命令：Design/CreateNetlist 其中Preferences选项卡：OutputFormatNetIdentifierScopeSheetsToNetlistAppendsheetnumberstolocalnet专题3电路原理图的常用处理技术网络表的选项设置92专题3电路原理图的常用处理技术（2）生成网络表 网络表分为两部分：第一部分为元件声明，以[…]为标记，第二部分为网络定义，以（…）为标记。 元件格式的声明： 元件声明以“[”开始，以“]”结束，其中包括：元件序号、元件封装号和元件注释。 [ 声明开始 R7 元件序号 AXIAL0.4元件封装号1K元件注释]声明结束

专题3电路原理图的常用处理技术（2）生成网络表93专题3电路原理图的常用处理技术 网络定义的格式 网络定义以“（”开始，以“）”结束。其中包括：网络名称和连接于此网络上的各元件引脚列表。格式如下： （网络定义开始 ……网络名称 ……引脚列表 ）网络定义结束专题3电路原理图的常用处理技术 网络定义的格式94专题3电路原理图的常用处理技术小结 通过本章的学习，熟练掌握层次电路图的绘制方法，并掌握网络表的概念和意义。专题3电路原理图的常用处理技术小结95第5章PROTEL99SEPCB设计专题4印制电路板图PCB设计专题5PCB的自动化设计第5章PROTEL99SEPCB设计专题4印制电96专题4印制电路板图PCB设计教学目的：1、掌握PCB板图的设计过程和基本操作2、掌握PCB元件封装的制作教学重点：1、PCB图设计过程和基本操作2、元件布局、布线3、元件封装教学难点：1、PCB图设计技巧2、单面板的布局和布线教学过程：12学时专题4印制电路板图PCB设计教学目的：97专题4印制电路板图PCB设计认识印制电路板印制电路板设计步骤布局、布线原则启动PCB设计系统PCB设计服务器界面管理PCB设计系统参数设置PCB板的简单设计PCB元件封装库专题4印制电路板图PCB设计认识印制电路板98印制电路板的结构单面板：仅一面有导电图形的印制板双面板：顶层和底层都有导电图形的印制板多面板：由导电形层和绝缘层交替压粘而成的印制板。印制电路板的结构单面板：仅一面有导电图形的印制板99基本概念

1、板层基本概念

1、板层100基本概念

顶层中间层底层丝印层内部电源/接地层机械层阻焊层防锡膏层禁止布线层多层钻孔板层显示用板层基本概念

顶层阻焊层101基本概念

2、焊盘（Pad）3、过孔（Via）4、元件封装（Component）5、连线（Track）6、网络（Net）和网络表（Netlist）7、栅格（Grid）1mil=0.0254mm基本概念

2、焊盘（Pad）102印制电路板设计步骤前期工作启动PCB并设置参数定义板框装入网络表元件布局自动布线手工调整文件保存和输出印制电路板设计步骤前期工作103布局、布线一般原则布局一般原则布线一般原则布局、布线一般原则布局一般原则104PCB设计服务器的界面管理管理器状态栏工具栏编辑区放大(PageUp)缩小(PageDown)刷新(End)PCB设计服务器的界面管理管理器105PCB设计系统参数设置电路板工作层管理工作层的设置系统参数设置PCB设计系统参数设置电路板工作层管理106PCB板简单设计(电源电路)原理图设计原理图文件POWER.SCH网络表文件POWER.NET启动PCB设计服务器电路板的规划板层的设置板框的设置PCB板简单设计(电源电路)原理图设计107PCB板简单设计(电源电路)元件封装库的装入\Library\pcb\GenericFootprints\Advpcb.ddb元件封装的装入元件封装的属性修改注意元件属性中选项卡LockPrims的作用元件与元件封装接脚脚位的一致性特别注意二极管、三极管的不一致问题PCB板简单设计(电源电路)元件封装库的装入108PCB板简单设计(电源电路)修改方法：二极管PCB图焊盘编号“A”和“K”分别改为“1”和“2”三极管PCB图焊盘编号“C”“B”“E”要与原理图对应手工调整布局手工布线设计规则的检查手工调整PCB图PCB板简单设计(电源电路)修改方法：109绘图功能简介绘制圆弧放置坐标指示放置尺寸标注放置填充区绘图功能简介绘制圆弧110PCB元件封装库编辑服务器启动PCB元件封装库编辑服务器PCB元件封装的创建手工绘制PCB元件封装利用向导创建PCB元件封装PCB元件封装库编辑服务器启动PCB元件封装库编辑服务器111专题5PCB的自动化设计教学目的：1、掌握PCB自动化设计技术2、掌握手工布局、布线的方法和技巧教学重点：1、元件布局设计2、布线规则和布线教学难点：1、元件手工布局和布线2、布线技巧教学过程：10学时专题5PCB的自动化设计教学目的：112专题5PCB的自动化设计原理图转换到印制板图设置板层元件布局设计布线规则与布线布线结果检查布线报表和印制板板输出闪光灯控制电路板设计专题5PCB的自动化设计原理图转换到印制板图113原理图转换到印制板图关于PCB设计符号PCBLayer(PCB设计符号）的作用PCBLayer的属性设置PCBLayer的结果查看生成网络表时应选择Protel2格式生成PCB图时须采用Synchronizer（同步器）使用板框向导创建PCB文件原理图转换到印制板图关于PCB设计符号114原理图转换到印制板图装载原理图的网络表和元件添加元件封装库使用原理图网络表装载使用同步器装载常见问题及解决方法原理图转换到印制板图装载原理图的网络表和元件115原理图转换到印制板图主要问题NetnotfoundComponentnotfoundNodenotfoundNetalreadyexitsComponentalreadyexitsNewfootprintnotcatchingoldfootprintFootprintnotfoundinLibraryAlternativefootprintusedinstead（warning）原理图转换到印制板图主要问题116设置板层Protel99SEPCB有四个地方提供板层设置Design/Option命令Design/Rules命令Design/LayerStackManager（板层管理器）Design/Mechanical…（机械板层管理）设置板层Protel99SEPCB有四个地方提供板层设117元件布局设计设置自动布局参数最小间距布放方位忽略电气网络布放板层布放空间自动布局群组式自动布局统计式自动布局手工调整布局元件布局设计设置自动布局参数118布线规则与布线电路板布线的设计规则ClearanceConstraint规则RoutingCorners规则RoutingLayers规则RoutingPriority规则RoutingTopology规则RoutingViaStyle规则SMDNeck-DownConstraint规则SMDToPlaneConstraint规则WidthConstraint规则布线规则与布线电路板布线的设计规则119布线规则与布线其他相关的设计规则Manufacturing选项卡HighSpeed选项卡SignalIntegrity选项卡Other选项卡布线规则与布线其他相关的设计规则120布线规则与布线自动布线器的参数设置关于预布线预布线方法预布线的保护自动布线布线规则与布线自动布线器的参数设置121布线规则与布线手工调整布线局部调整走线放置填充区域覆铜补泪滴包地屏蔽禁制对象布线规则与布线手工调整布线122布线结果检查DRC检查（设计规则检查）网络表管理器用网络表比较法检查漏布线布线结果检查DRC检查（设计规则检查）123布线报表和印制板板输出生成PCB报表文件选取管理报表电路板信息报表数据库结构报表网络状态报表信号分析报表距离测量报表双面板的打印输出PCB的预览打印机设置打印格式设置打印输出布线报表和印制板板输出生成PCB报表文件124闪光灯控制电路板设计1在原理图设计中绘制电路图，并生成网络表闪光灯控制电路板设计1在原理图设计中绘制电路图，并生成网络表125闪光灯控制电路板设计2启动PCB，绘制板框，装入网络表，并修改有关错误封装闪光灯控制电路板设计2启动PCB，绘制板框，装入网络表，并修126闪光灯控制电路板设计3自动布局或手工布局闪光灯控制电路板设计3自动布局或手工布局127闪光灯控制电路板设计4设置布线规则后进行自动布线，并进行手工调整。闪光灯控制电路板设计4设置布线规则后进行自动布线，并进行手工128闪光灯控制电路板设计5设计有关技巧（如覆铜、放置泪滴、包地、标制对象等）闪光灯控制电路板设计5设计有关技巧（如覆铜、放置泪滴、包地、129闪光灯控制电路板设计6改变布线规则，重新进行对地覆铜。闪光灯控制电路板设计6改变布线规则，重新进行对地覆铜。130闪光灯控制电路板设计7加上其他参数（如标注机械长度，定位孔等）闪光灯控制电路板设计7加上其他参数（如标注机械长度，定位孔等131第6章可编程逻辑器件6.1可编程逻辑器件的基本结构及分类6.2低密度可编程逻辑器件GAL6.3复杂可编程逻辑器件CPLD

6.4现场可编程门阵列(FPGA)的基本结构6.5其他可编程器件第6章可编程逻辑器件6.1可编程逻辑器件的基本结构1326.1可编程逻辑器件的基本结构及分类6.2.1概述可编程逻辑器件是20世纪70年代发展起来的一种新型逻辑器件。它以其独特的优越性能，一出现就受到了人们的青睐。它不仅速度快、集成度高，并且几乎能随心所欲地完成用户定义的逻辑功能(doasyouwish)，还可以加密和重新编程，其编程次数最大可达1万次以上。使用可编程逻辑器件可以大大简化硬件系统、降低成本、提高系统的可靠性、灵活性和保密性。6.1可编程逻辑器件的基本结构及分类6.2.11336.1.2基本结构及分类1.基本结构PLD的基本结构如图6.1所示。电路的主体是由门构成的与阵列和或阵列，逻辑函数要靠它们实现。为了适应各种输入情况，与阵列的每个输入端都有输入缓冲电路，从而使输入信号具有足够的驱动能力，并产生原变量(A)和反变量()两个互补的信息。6.1.2基本结构及分类134图6.1PLD的基本结构框图图6.1PLD的基本结构框图1352. PLD器件的分类1)按可编程的部位分类如图6.1所示，在PLD的各个方框中，通常只有部分可以编程或组态。根据它们的可编程情况，一般分为以下几类：(1)可编程只读存储器PROM(ProgrammableRead-OnlyMemory)： PROM的基本结构包括一个固定的与阵列，其输出加到一个可编程的或阵列上。PROM大多用来存储计算机程序和数据，此时固定的输入用作存储器地址，输出是存储器单元的内容，如图6.2所示。

2. PLD器件的分类136(2)可编程逻辑阵列PLA(ProgrammableLogicArray)： PLA是由可编程的与阵列和可编程的或阵列构成的，在实现逻辑函数时有极大的灵活性，但是这种结构编程困难，且造价昂贵，如图6.3所示。(2)可编程逻辑阵列PLA(Progr137图6.2PROM的阵列结构图6.2PROM的阵列结构138图6.3PLA的阵列结构图6.3PLA的阵列结构139(3)可编程阵列逻辑PAL(ProgrammableArrayLogic)： PAL器件结合了PLA的灵活性及PROM的廉价和易于编程的特点。其基本结构包括一个可编程的与阵列和一个固定的或阵列，其阵列结构如图6.4所示。(3)可编程阵列逻辑PAL(Progr140图6.4PAL(GAL)的阵列结构图6.4PAL(GAL)的阵列结构141(4)通用逻辑阵列GAL(GenericArrayLogic)： GAL器件是在其他PLD器件的基础上发展起来的逻辑芯片，它的结构继承了PAL器件的与－或结构，并在这一基础上有了新的突破，增加了输出逻辑宏单元(OLMC)结构。以上各种PLD的主要区别如表6.1所示。(4)通用逻辑阵列GAL(Generic142表6.1PLD的分类分类与阵列或阵列输出电路PROM固定可编程固定PLA可编程可编程固定PAL可编程固定固定GAL可编程固定可组态表6.1PLD的分类分类与阵列或阵列输出电路P1432)按编程方法分类最初的ROM是由半导体生产厂制造的，阵列中各点间的连线用厂家专门为用户设计的掩膜板制作，因而称为掩膜编程，一般用来生产存放固定数据和程序的ROM等。由于设计掩膜成本高，有一定的风险，因此人们又研制了一种熔丝编程的PROM，如图6.5所示，其中每个横线与纵线的交点处皆做有熔丝，因而任何一条横线与纵线都是相连的，编程时利用某一形式特殊的高幅度的电流将熔丝烧断即可。2)按编程方法分类144图6.5熔丝编程PROM示意图图6.5熔丝编程PROM示意图145图6.6PN结击穿法PROM图6.6PN结击穿法PROM146第三类编程方式称为可擦除PROM，简称EPROM(ErasableProgrammableROM)，其编程“熔丝”是一只浮栅雪崩注入型MOS管，其结构如图5.7所示。编程时，在G2栅上注入电子来提高MOS的开启电压，从而达到编程的目的。第三类编程方式称为可擦除PROM，简称147图6.7EPROM的“熔丝”结构(a)结构图；(b)逻辑符号；(c) EPROM的外形图图6.7EPROM的“熔丝”结构148EPROM器件的上方有一个石英窗(如图5.7(c)所示)，就是为擦去编程信息而设置的。擦除时将器件放在紫外线处照射20min即可。正常运用时，应用黑色胶纸将其封住。另一种可擦除的PROM器件称为EEPROM或称E2PROM，它是一种电擦除的可编程器件，其编程“熔丝”与EPROM结构相仿。还有一种快闪存储器(Flashmemory)，它是采用一种类似于EPROM的单管浮栅结构的存储单元，制成了新一代用电信号擦除的可编程ROM。EPROM器件的上方有一个石英窗(如图5.149图6.8SRAM的基本存储单元结构6图6.8SRAM的基本存储单元结构6150综上所述，ROM的编程方法是按掩膜ROM→PROM→EPROM→E2PROM次序发展的。通常把一次性编程的(如PROM)称为第一代PLD，把紫外光擦除的(如EPROM)称为第二代PLD，把电擦除的(如E2PROM)称为第三代PLD。第二代、第三代PLD器件的编程都是在编程器上进行的。在系统编程(ISP)器件的编程工作可以不用编程器而直接在目标系统或线路板上进行，因而称第四代PLD器件。综上所述，ROM的编程方法是按掩膜RO1513)按集成密度分类按集成密度分类，PLD可分为低密度可编程逻辑器件(LDPLD)和高密度可编程逻辑器件(HDPLD)。历史上，GAL22V10是低密度PLD和高密度PLD的分水岭，一般也按照GAL22V10芯片的容量区分为LDPLD和HDPLD。GAL22V10的集成密度根据制造商的不同，大致在500～750门之间。如果按照这个标准，PROM、PLA、PAL和GAL器件均属于低密度可编程逻辑器件(LDPID)，而EPLD、CPLD和FPGA则属于高密度可编程逻辑器件(HDPLD)，如图5.9所示。3)按集成密度分类152图6.9可编程逻辑器件的密度分类图6.9可编程逻辑器件的密度分类153(1)低密度可编程逻辑器件(LDPLD)：低密度可编程逻辑器件包括PROM、PLA、PAL和GAL四种器件。(2)高密度可编程逻辑器件(HDPLD)：高密度可编程逻辑器件包括EPLD、CPLD和FPGA三种器件。(1)低密度可编程逻辑器件(LDPLD)15420世纪80年代中期，Altera公司推出了一种新型的、可擦除的可编程逻辑器件，称为EPLD(ErasableProgrammableLogicDevice)，它是一种基于EPROM和CMOS技术的可编程逻辑器件。EPLD器件的基本逻辑单位是宏单元。宏单元由可编程的与或阵列、可编程寄存器和可编程I/O三部分组成。宏单元和整个器件的逻辑功能均由EPROM来定义和规划。20世纪80年代中期，Altera公司推出1556.2低密度可编程逻辑器件GAL6.2.1GAL器件的基本结构GAL(GenericArrayLogic)器件是美国晶格半导体公司(LatticeSemiconductor)于1983年推出的一种可电擦写、可重复编程，可设置加密的新型PLD器件。GAL器件采用电擦除技术，无需紫外线照射就可随时进行修改。由于其内部具有特殊的结构控制字，因而它虽然芯片类型少，但编程灵活、功能齐全。6.2低密度可编程逻辑器件GAL6.2.1G156GAL和PAL的与阵列是相似的，但或阵列以及输出寄存器被输出逻辑宏单元OLMC(OutputLogicMacroCell)所取代了，其结构图如图6.10所示。GAL和PAL的与阵列是相似的，但或阵列157图6.10GAL的结构框图图6.10GAL的结构框图158(1)输入缓冲器：输入端为引脚2～9，共有8个输入。又因为输出端是具有反馈的，也可以用作输入端，所以可利用的输入端总数为16个。

(1)输入缓冲器：输入端为引脚2～9，共159图6.11GAL16V8的电路结构图图6.11GAL16V8的电路结构图160(2)与阵列：它包含有32列和64行的与矩阵，32列表示8个输入的原变量和反变量以及8个输出反馈信号的原变量和反变量，相当于有32个输入变量。64行表示8个输出的8个乘积项，相当于与矩阵有64个输出，即产生64个乘积项。可编程的与阵列有2048个可编程单元，图上表示为2048个码点。(3)输出逻辑宏单元(OLMC)：输出引脚为12～19共8个。输出逻辑宏单元包括或门、异或门、D触发器、4个4选1多路选择器、输出缓冲器等。(2)与阵列：它包含有32列和64行的与161(4)输出电路：从宏单元中引出信号经过三态门缓冲加以输出。另外，还有系统时钟CP(引脚1)、输出三态公共控制端OE(引脚11)、电源VCC(引脚20)和公共地(引脚10)。OLMC的结构示意图如图6.12所示，其主要构成为或门G3，完成或操作。异或门G4完成极性选择。(4)输出电路：从宏单元中引出信号经过三162因为异或门控制变量为0时输出与输入相同，所以当控制变量为1时，输出与输入相反。极性选择还可以用来实现所需的乘积项。GAL的输出只能实现小于8个乘积的函数，如果采用异或门，则可以把大于8项，而每项只含一个变量的函数化简为一个乘积项。例如：Y=A+B+C+D+E+F+G+H+I(5-1)(5-2)因为异或门控制变量为0时输出与输入相同，所以当控制变量为1时163当输入大于8项(如式(5-1))时，可以通过输入端将其反变为式(5-2)输入，而逻辑功能不变，然后通过异或门G4再取反来还原成式(5-1)，从而完成大于8个项的乘积函数功能。当输入大于8项(如式(5-1))时，可以通过164图6.12输出逻辑宏单元结构图图6.12输出逻辑宏单元结构图165在OLMC中还有D触发器和4个多路选择器，多路选择器的功能如下。(1)乘积项输入多路选择器(PTMUX，ProductTermInputMultiplexer)。PTMUX的数据信号分别来自地电平和本组与阵列的第一与项。(2)输出多路选择器(OMUX)。OMUX的数据信号分别来自D触发器的Q端和异或门的输出。(3)三态多路选择器(TSMUX)。它用来从VCC、地电平、OE和第一与项这四路信号中选出一路信号作为输出三态缓冲器的三态控制信号。在OLMC中还有D触发器和4个多路选择器，166(4)反馈多路选择器(FMUX)。它用来从D触发器的端、本级输出、邻级输出和地电平这四路信号中选出一路作为反馈信号，反馈到与阵列。GAL16V8、GAL20V8系列器件的OLMC有寄存器模式、复杂模式和简单模式三种工作模式。用户通过输出引脚定义方程来设定OLMC的工作模式。OLMC三种模式又可细分成七种逻辑组态，如表6.2所示。(4)反馈多路选择器(FMUX)。它用来167表6.2三种模式和七种组态的关系工作模式逻

辑

组

态寄存器模式复杂模式简单模式(1)寄存器输出组态；(2)组合输出组态；(3)组合I/O组态；(4)纯组合输出组态；(5)无反馈组合输出组态；(6)有反馈组合输出组态；(7)相邻输入组态表6.2三种模式和七种组态的关系工作模式逻辑组态寄1686.2.2GAL器件的介绍1. GAL器件的命名方法及性能常用GAL器件一般可分为普通型、通用型、异步型和在系统可编程型4个系列。GAL器件的命名方法如图6.13所示。6.2.2GAL器件的介绍169图6.13GAL器件命名方法图6.13GAL器件命名方法170图6.14GAL16V8的引脚图(a)双列直插式；(b)托架式图6.14GAL16V8的引脚图171表6.3常用GAL器件的主要参数表6.3常用GAL器件的主要参数1722. GAL20V8GAL20V8与GAL16V8的主要区别是与门阵列的输入行从后者的32行增加为40行，每两行对应一个输入，故GAL20V8最大输入量为20个。而两者的OLMC都是8个，所以最大输出量都是8个。GAL20V8多了两个输入多路选择器IMUX，第一个IMUX用来选择引脚1或23作为输入，第二个IMUX用来选择引脚13或14作为输入。除此以外，两者在特性方面没有区别。2. GAL20V8173由于结构上的变动，其行地址图和结构控制字的配置也略有变化。比如，行地址0～39对应于与门阵列的40个输入项，第40行为电子标签，第41～59行为厂家保留地址，其他均相同。结构控制字除注意到引脚号的变化外，也没有什么区别。图6.15为GAL20V8的引脚图。由于结构上的变动，其行地址图和结构控制字的174图6.15GAL20V8的引脚图(a)双列直插式；(b)托架式图6.15GAL20V8的引脚图1753. GAL30V18GAL30V18是采用E2CMOS工艺、FPLA结构的新一代GAL器件。其与门阵列和或门阵列都可编程。图6.16是其引脚图，图6.17是其逻辑功能框图。GAL39V18包含10个可编程的输出逻辑宏单元OLMC，8个可编程的状态逻辑宏单元SLMC，10个输入逻辑宏单元ILMC和10个输入/输出逻辑宏单元IOLMC。其中SLMC对外没有直接引脚，而是埋入式的，在逻辑设计时它只起中间变量的作用。两个时钟输入用以分别控制输入和输出宏单元。3. GAL30V18176图6.16GAL39V18的引脚图图6.16GAL39V18的引脚图177图6.17GAL39V18的逻辑功能框图图6.17GAL39V18的逻辑功能框图1784. ispGAL16Z8ispGAL16Z8是具有在系统可编程和实时在线诊断能力的器件。它可以不用专用的编程器而在用户系统中利用5 V电源随时进行编程。其擦写次数在1万次以上。芯片内部有一个电路用来产生必需的高压编程控制信号。4. ispGAL16Z81796.2.3应用GAL的设计1.设计说明基本逻辑门为：与门、或门、与非门、或非门、异或门和异或非门(同或门)。由于这个设计要求12个输入端，6个输出端，因此选用GAL16V8芯片。根据电路需要，把2个OLMC的引脚作为专用输入端，其他6个OLMC输出引脚作为专用组合逻辑输出，如图6.18所示。编程软件可自动处理这项工作。此外，由于GAL16V8具有可编程极性功能，输出电平可自行定义，因此本例采用高电平输出有效。6.2.3应用GAL的设计180图6.18GAL16V8基本逻辑门引脚图图6.18GAL16V8基本逻辑门引脚图1812.设计方法基本逻辑门是简单组合电路，用逻辑方程描述其逻辑功能很方便，6个方程如下：与门：F1=A&B;或门：F2=C#D;与非门：F3=!(E&F);或非门：F4=!(G#H);异或门：F5=I$J;同或门：F6=!(K$L);2.设计方法182为了阅读方便，加些注释是必要的。设计源文件如下：MODULEGATEa,b,c,d,e,fpin 19,1,2,3,4,5; "引脚定义g,h,i,j,k,l pin6,7,8,9,11,12;f1,f2,f3,f4,f5,f6pin18,17,16,15,14,13;x=.x.; "常量定义equations "逻辑功能描述f1=a&b;f2=c#d;f3=!(e&f);为了阅读方便，加些注释是必要的。设计源文件如下：183f4=!(g#h);f5=i$j;f6=!(k$l);test_vectors "测试向量段([a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l] ->[f1,f2,f3,f4,f5,f6]) [0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0] ->[0,0,1,1,0,1]; [0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1] ->[0,1,1,0,1,0]; [1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0] ->[0,1,1,0,1,0]; [1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1] ->[1,1,0,0,0,1];END基本逻辑门的部分仿真波形如图6.19所示。f4=!(g#h);184图6.19基本逻辑门的仿真波形图6.19基本逻辑门的仿真波形185基本逻辑门的逻辑关系也可用真值表来描述。在下面的逻辑描述中，把同或门改为用真值表进行描述，其余部分相同。基本逻辑门的逻辑关系也可用真值表来描述。在下186equationsf1=a&b;f2=c#d;f3=!(e&f);f4=!(g#h);f5=i$j;truth_table([k,1] ->f6) [0,0] ->1； [0,1] ->0； [1,0] ->0； [1,1] ->1；equations1876.3复杂可编程逻辑器件CPLD6.3.1CPLD的基本结构早期的CPLD主要用来替代PAL器件，所以其结构与PAL、GAL基本相同，采用了可编程的与阵列和固定的或阵列结构。再加上一个全局共享的可编程与阵列，把多个宏单元连接起来，并增加了I/O控制模块的数量和功能。6.3复杂可编程逻辑器件CPLD6.3.1C188可见，CPLD中包含3种逻辑资源。逻辑阵列单元、可编程I/O单元和可编程内部互连资源。典型的复杂可编程逻辑器件CPLD有Lattice公司的ispLSI/pLSI系列器件和Altera公司的MAX系列器件等。其中MAX7128S的结构如图6.20所示。由图6.20可见，CPLD的基本结构是由一个二维的逻辑块阵列组成的，它是构成CPLD器件的逻辑组成核心，还有多个输入/输出块以及连接逻辑块的互连资源(由各种长度的连线线段组成，其中也有一些可编程的连线开关，它们用于逻辑块之间、逻辑块与输入/输出块之间的连接)。可见，CPLD中包含3种逻辑资源。逻辑阵列189图6.20MAX7128S的结构图6.20MAX7128S的结构1906.3.2Altera公司的器件特点Altera公司的产品可分为如下系列：Classic系列、MAX(MultipleArrayMatrix)系列、FLEX(FlexibleLogicElementMatrix)系列、APEX系列以及最近推出的ACE系列。Altera公司的产品基本上属于CPLD结构。它的内部连线均采用集总式互联通路结构，即利用同样长度的一些连线实现逻辑之间的互联。这种结构的互联是集总式，任意两逻辑单元之间的延时是相等并可预测的。Altera公司的FLEX系列芯片同时具有FPGA和EPLD两种结构的优点，得到较广泛的应用。图6.21所示为Altera器件内部互联结构的演变过程。6.3.2Altera公司的器件特点191图6.21Altera器件内部结构的演变全局连线；(b)可编程连线阵列；(c)增强型可编程连线阵列；(d)快速通道连接图6.21Altera器件内部结构的演变192表6.4Altera器件的结构和工艺表6.4Altera器件的结构和工艺1931. FLEX10K系列器件FLEX10K系列器件是高密度阵列嵌入式可编程逻辑器件系列。这类器件最大可达10万个典型门，5392个寄存器；采用0.5μmCMOSSRAM工艺制造；具有在系统可配置特性；在所有I/O端口中有输入/输出寄存器；采用3.3V或5.0V工作模式。1. FLEX10K系列器件194表6.5FLEX10K(EPF10K10～10K100)器件特性表6.5FLEX10K(EPF10K10～10K100)195图6.22给出了FLEX10K的结构框图。每组LE连接到LAB，LAB被分成行和列，每行包含一个EAB。LAB和EAB由快速通道互相连接。IOE位于行通道和列通道的两端。图6.22给出了FLEX10K的