CPLD实现的计算机硬件课程设计——ABEL语言基础

"ABEL程序的基本格式-计算机硬件课程设计——用CPLD实现" 本文将详细介绍计算机硬件课程设计中关于ABEL程序的基本格式，特别是在CPLD（复杂可编程逻辑器件）实现中的应用。CPLD是一种广泛应用的数字集成电路，能够根据用户的需求进行配置，实现各种逻辑功能。 首先，ABEL程序的基本结构分为以下几个部分： 1. Module：模块是ABEL程序的主体，用于定义一个独立的逻辑功能。模块名是自定义的，用以标识不同的逻辑实体。 2. Title：可选的标题说明，用于提供模块功能的简短描述。 3. Declarations：声明部分，这里可以定义器件、低层模块、信号、常量和集合等。 - 器件名：指定所使用的CPLD型号，如`device`，并给出工业标号。 - 低层模块名：通过`INTERFACE`或`FUNCTIONL_BLOCK`调用已有的模块，实现功能复用。 - 信号名：定义输入和输出信号，如`pin`和`node`，并可指定其属性，如`istype`。 4. Equations：逻辑关系描述部分，用于定义模块的逻辑行为。 - Truth Table：通过真值表来表示输入与输出之间的逻辑关系。 - State Diagram：状态图用于描述状态机的行为，适用于顺序逻辑设计。 - Test Vectors：测试向量表用于验证设计的正确性，列出一组特定输入和预期的输出。 5. End：模块结束，用`end`关键字加模块名来关闭当前模块。 课程设计的具体内容包括： 1. 设计题目：涵盖运算器ALU、FIFO存储器、RISC模型机、流水模型机、重叠模型机和超标量模型机的设计。 2. 相关知识：需要了解ABEL语言、ispEXPERT软件的使用以及CPLD的基础知识，如CPLD1032和1048的特性。 3. 设计步骤：从编写ABEL程序，到在ispEXPERT中调试、生成JEDEC文件，然后通过下载电缆连接到CPLD，并在实验板上进行硬件验证。 4. 注意事项：强调了实验过程中的纪律要求，如个人项目文件的管理、实验室规则、出勤制度，以及成绩构成。 5. 设计报告：报告应包含设计目的、内容和要求、设计原理、结果分析以及对设计题目的评价。 在设计运算器ALU时，需要实现至少8种运算功能，可以参考74LS181的功能表，用ABEL语言描述并进行仿真。对于FIFO存储器，设计包括控制信号模块、寄存器模块和数据选择器模块，其中EMPTY和FULL标志用于指示存储器的状态，RST用于清空FIFO，FIFOWR和FIFORD则分别用于写入和读取数据。 在学习和实践这个课程设计的过程中，学生不仅会掌握ABEL编程和CPLD设计，还会增强逻辑电路设计和硬件验证的能力，为将来在计算机硬件领域的发展打下坚实基础。