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          产品名称：XC9572 CPLD学习套件
          型    号：SM-503

    我们推荐一款CPLD学习板，套件由SM101及SM130学习板组成。板上带有电源、用于输入的轻触开关、晶振时钟及用于输出的LED。其中SM101学习板包含XC9572XL CPLD、下载接口及2个双排20位间距2.54的插座，将所有输入输出端口引出板外，可以配合SMB130学习板组成完整的系统，或者直接应用到用户的产品之中。该学习板套件价格便宜、简单易懂。包含硬件的全部原理图及PCB，有配套的Verilog HDL语言例子。套件虽然简单，但已包含了一个最小系统所需的部分。

    采用学习板套件后，配套ST-990XIL下载线一条，可以开发多种XILINX公司的FPGA及CPLD器件。在www.cnstl.com上可以下载配套的实用工具，用于烧录串行FLASH芯片25VF002系列、93C46系列及24C01系列储存记忆体。也可以烧录带ISP功能的单片机，如AT89S51系列等。一次投资永远保值，是电子工程师必备的工具之一。提供Verilog HDL源程序包括时钟、复位、计数器、输出等。实现方式有判断，分支等方法，可以改写程序得到不同的效果。可以从插座引出的扩展I/O端口直接连接到系统。开发初期可以安装万能板之中，即刻搭出系统，投入整个系统的设计，大大提高开发效率。

    SM101学习板使用的核心器件是XILINX公司CPLD产品 XC9572XL,为新推出的XC9500XL系列CPLD的成员之一，提供了一个高性能非易失性可编程逻辑解决方案，先进的管脚锁定技术，无需改变电路板布局即可重新设计。在系统编程（ISP）具有出色的调试和反复设计的性能，提供36至288个宏单元密度，并具有多种封装选项和I/O性能，能够很轻松地实现不同密度的器件间的移植。

    XC9572XL包括72宏单元、1,600 可用门电路，系统时钟最高为178MHz、电源部分、输入/输出口（I/O）和程序下载电路。XC9572XL采用VQFP44的小封装，采用3.3V的低电压供电。有34位输入输出I/O端口，所有I/O口都可以交换使用。有2个全局时钟端，如果是有边沿触发的信号，请尽量使用全局时钟引脚。有全局复位端及全局清除端，全局输出允许端等，这几个特殊端口，如不使用，可以当普通I/O使用。设计工具采用ISE TM WebPACK TM 软件。可在 www.xilinx-china.com 免费下载软件。

    本项目使用硬件描述语言（Hardware Description Language）中广泛使用的Verilog HDL语言和Xilinx ISE、ModelSim XE这两种软件进行开发的。其中Xilinx ISE用来综合Verilog HDL语言并产生下载程序，用ModelSim XE软件逻辑仿真。
开发FPGA及CPLD一般可分为原理图输入及硬件设计语言两种，采用硬件设计语言具有可移植及可重用性，设计可以独立于半导件制造工艺之外。主要是依靠综合工具将代码分析为与、非门等组成的基本门电路。也可以生成相应的电路图。高级的应用中也可以修改中间生成的电路图达到最佳的效果。
设计语言一般有VHDL及Verilog HDL两种，Vviloyg HDL简称V语言，在实现相同功能的情况下，V语言仅需几乎VHDL语言一半的长度，而且V语言与C语言的语法近似，对于已经学习，或使用C语言的人而言，应该可以较快地掌握V语言。

（ XC9572 CPLD学习套件 ，出处： www.cnstl.com ）。

    一般V语言采用文本文档编辑源文件，采用ISE综合软件生成扩展名为JED的烧录文件，通过电脑打印口由ST-990XIL下载线将烧录文件下载到CPLD器件，结果从I/O端口反映出来，如图4所示。

图4 XILINX CPLD典型的开发流程图

    实现LED的循环，可以采用分支法及程序状态机等多种方法，下面的例子采用复杂逻辑中常用的Mealy程序状态机State Machine的设计方法。
程序状态机较适合于复杂的有规律的逻辑，也称为有限状态机（Finite State Machine），简称FSM。
在做状态机设计时，必须先依据电路规则画好状态图，确认每一个状态的输出、输入和状态之间转换的关系。图六为本设计的Mealy FSM状态机。这种状态机与输入及输出都有关系。

图5 Mealy FSM状态机

    本程序用到了两种状态机，Mealy FSM和Moore FSM，这两种状态机的区别在于，Mealy机的下一状态和输出取决于当前状态和当前输入；Moore机的下一状态取决于当前状态和当前输入，但其输出仅取决于当前状态。本程序Moore FSM状态机的状态图如图6所示，是一个大的Mealy FSM里面嵌套两个小的Moore FSM。
    另外一种为Moore状态机，输出只与目前的状态有关，而与输入无关。图6为Moore状态机。

图6 Moore FSM状态机

    在程序状态图中，状态以圆圈来表示，而状态之间的转换则用连接圆圈的射线来表示。在圆圈内的二进制数或者定义的常数为该圆圈所表示的状态。如果射线指向本身，则表示这样的输入并不会激发状态转换，图7为状态转换图。

图7 状态图