FPGA在计算机可编程接口芯片设计中的应用

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于FPGA的计算机可编程外围接口芯片8255的设计与实现，利用Altera公司的FPGA（Flex10K）系列和VHDL语言在Max+PLUS II开发环境中完成设计。" 在传统的系统硬件设计方法中，设计流程通常采用自下而上的方式，即从选择具体器件开始，逐步进行逻辑设计，构建独立功能模块，最终整合成完整的系统。这种设计方法始于选择标准逻辑器件，如74/54系列的TTL和4000/4500系列的CMOS芯片，通过组合这些通用芯片来实现所需功能，类似于“搭积木”。 随着电子技术特别是EDA（Electronic Design Automation）技术的进步，大规模可编程逻辑器件（PLD）和现场可编程门阵列（FPGA）逐渐成为主流。FPGA可以完全替代传统的集成电路芯片，实现更高集成度、更小体积和更低功耗的接口电路设计。更重要的是，FPGA具备用户可编程的能力，使得计算机系统的功能可以根据需求进行重构。 在该论文中，作者韩进使用Altera公司的FPGA产品（Flex10K系列）作为硬件平台，利用VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）进行设计。VHDL是一种硬件描述语言，允许工程师以结构化的方式描述硬件行为，既支持数据流描述也支持行为描述。在8255芯片的设计中，VHDL的结构描述风格被采用，系统被划分为内核和外围逻辑两大模块，内核模块进一步细分为PORTA、PORTB、PORTC和control模块，每个底层模块使用RTL（Register Transfer Language）级别描述。设计完成后，通过Max+PLUS II的图形输入法进行整体生成，并通过波形仿真和实际芯片测试验证了8255的功能实现。 关键词涉及到数字系统设计、VHDL、FPGA、Max+PLUS II、计算机可编程接口芯片以及模块和进程的概念，表明这篇论文涵盖了现代电子设计的关键技术和方法，特别是在FPGA上实现经典接口芯片8255的实践。