從VHDL代碼到真實(shí)硬件：設(shè)計(jì)一個(gè)8位算術(shù)邏輯單元

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在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用VHDL語(yǔ)言創(chuàng)建了一個(gè)8位算術(shù)邏輯單元（ALU），并在連接到帶有輸入開(kāi)關(guān)和LED顯示器的自定義PCB的Altera CPLD開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行它。

本文引用地址：https://www.eepw.com.**/article/202409/462593.htm

使用基于硬件的方法開(kāi)發(fā)電子系統(tǒng)并不總是需要將各種晶體管和邏輯門(mén)物理連接到面包板或PCB上�？梢允褂秒x散邏輯構(gòu)建算術(shù)邏輯單元（ALU），但隨著邏輯復(fù)雜性的增加，還有更好的選擇。通過(guò)可編程邏輯設(shè)備和硬件描述語(yǔ)言（HDL），可以在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單電路到高度專(zhuān)業(yè)化的處理單元的任何內(nèi)容。

ALU項(xiàng)目概述

在這個(gè)項(xiàng)目中，我將介紹8位算術(shù)邏輯單元（ALU）電路的創(chuàng)建過(guò)程，該電路具有輸入DIP開(kāi)關(guān)和輸出LED，如圖1所示。我使用VHDL語(yǔ)言對(duì)ALU進(jìn)行編碼，并在復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。我的目標(biāo)是介紹可編程邏輯，并為使用真實(shí)硬件而不是圖表和計(jì)算機(jī)模擬打開(kāi)大門(mén)。

定制PCB開(kāi)關(guān)和LED顯示ALU操作

圖1. 8位算術(shù)邏輯單元項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程。圖片由Kristijan Nelkovski友情**

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我構(gòu)建了一個(gè)帶有All About Circuits品牌的定制印刷電路板（PCB），如圖2所示。與更知名的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）相比，CPLD是一種更實(shí)惠但功能較弱的可編程邏輯器件。這兩種設(shè)備都可以用于創(chuàng)建具有專(zhuān)用輸入和輸出的定制電子設(shè)計(jì)。

已完成的ALU項(xiàng)目包括一個(gè)定制的PCB

圖2:已完成的ALU項(xiàng)目包括一個(gè)定制的PCB。圖片由Kristijan Nelkovski**

從內(nèi)部來(lái)看，這些CPLD和FPGA組件包含可重構(gòu)邏輯塊陣列，并作為**的IC封裝，以便嵌入到您自己的設(shè)計(jì)中。制造商**開(kāi)發(fā)板，用于學(xué)習(xí)、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)使用他們的技術(shù)和軟件環(huán)境。我使用CPLD的開(kāi)發(fā)板。

什么是ALU？

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