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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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發(fā)表于 2024-9-4 13:46:44 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式

在這個(gè)項(xiàng)目中,我們使用VHDL語言創(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關(guān)和LED顯示器的自定義PCB的Altera CPLD開發(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發(fā)電子系統(tǒng)并不總是需要將各種晶體管和邏輯門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。通過可編程邏輯設(shè)備和硬件描述語言(HDL),可以在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)從簡單電路到高度專業(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)建過程,該電路具有輸入DIP開關(guān)和輸出LED,如圖1所示。我使用VHDL語言對ALU進(jìn)行編碼,并在復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)開發(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)模擬打開大門。

定制PCB開關(guān)和LED顯示ALU操作

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

對于這個(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)場可編程門陣列(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**開發(fā)板,用于學(xué)習(xí)、測試和實(shí)驗(yàn)使用他們的技術(shù)和軟件環(huán)境。我使用CPLD的開發(fā)板。

什么是ALU?

全文鏈接:https://www.eepw.com.**/article/202409/462593.htm


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