基于FPGA的计算机接口芯片设计：VHDL与MAX+PLUSII实现

"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的设计与实现，使用VHDL语言在MAX+PLUS II开发环境中对8255接口芯片进行了功能仿真和实现。作者韩进在导师程勇的指导下，以Altera公司的Flex10K FPGA系列作为硬件平台，通过模块化设计方法，将系统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，实现了8255的功能。" 本文首先介绍了VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）作为一种硬件描述语言的重要性，它允许设计者以结构化的方式描述数字系统的硬件行为。VHDL被广泛用于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的设计，因为它可以提供高层次的抽象，便于模块化设计和代码重用，从而提高设计效率和可读性。 接着，论文提到了FPGA，这是一种可编程逻辑器件，可以在现场进行配置，能够根据设计者的需要灵活地配置逻辑功能。相比传统的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit），FPGA具有更快的开发速度、更低的成本和更高的灵活性。Altera公司的FPGA产品，如Flex10K系列，是实现这种可编程逻辑的理想选择。 MAX+PLUS II是Altera提供的一个综合开发工具，它支持VHDL、Verilog HDL和AHDL等多种硬件描述语言，使得设计者可以在同一个环境中完成设计输入、仿真、编译和下载等任务。MAX+PLUS II还具备模块化工具，允许设计者根据需求定制设计环境，增加了设计的便利性。 在具体的设计过程中，8255芯片的功能被分解为多个底层模块，如PORTA、PORTB、PORTC和control模块，每个模块都采用RTL级描述，这是VHDL中的一个重要层次，用于描述数据在寄存器之间的转移。通过这种方式，设计者可以精确控制硬件的行为。最后，通过MAX+PLUS II的图形输入法，将这些模块组合成一个完整的系统，并进行波形仿真验证，确保设计的正确性。经过测试，成功实现了8255的功能。 该硕士学位论文深入研究了如何利用现代电子技术和EDA工具，尤其是VHDL和FPGA，来设计和实现计算机可编程接口芯片。这种方法不仅可以实现传统集成电路的功能，还具有高度的可扩展性和可重构性，对于计算机系统的定制和升级具有重要意义。