可编程逻辑器件的芯片设计准备工作

在对可编程逻辑器件的芯片进行设计之前，首先要进行方案论证、系统设计和器件选择等设计准备工作。设计者首先要根据任务要求，如系统所完成的功能及复杂程序，对工作速度和器件本身的资源、成本及连线的可行性等方面进行权衡，选择合适的设计方案和合适的器件类型。

数字系统设计有多种方法，如模块设计法、自顶向下设计法和自底向上设计法等。自顶向下设计法是目前最常用的设计方法，也是基于芯片的系统设计的主要方法。它首先从系统设计入手，在顶层进行功能划分和结构设计，采用HDL对高层次的系统进行描述，并在系统级采用仿真手段验证设计的正确性，然后再逐级设计低层次的结构。由于高层次的设计与器件及工艺无关，而且在芯片设计前就可以用软件仿真手段验证系统方案的可行性，因此，自顶向下的设计方法有利于在早期发现结构设计中的错误，避免不必要的重复设计，提高设计的一次成功率。

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图1-2 CPLD的设计流程

自顶向下的设计采用功能分割的方法从顶向下逐次进行划分。在设计过程中，采用层次化和模块化将使系统设计变得简洁和方便。层次化设计是分层次、分模块地进行设计描述。描述器件总功能的模块放在最上层，称为顶层设计；描述器件某一部分功能的模块放在下层，称为底层设计；底层模块还可以再向下分层，这种分层关系类似于软件设计中的主程序和子程序的关系。层次化设计的优点：一是支持模块化，底层模块可以反复被调用，多个底层模块也可以由多个设计者同时进行设计，因而提高了设计效率；二是模块化设计比较自由，它既适合于自顶向下的设计，也适合于自底向上的设计。