EPROM和GAL编程器.doc

7．3   EPROM和GAL编程器

7．3. 1 概述
      EPROM和GAL编程器由4部分组成：编程卡、34芯连接电缆、编程插座和编程软件。实验台上有两个可锁紧插座，28芯插座(宽)放EPROM芯片，24芯插座(窄)放GAL芯片。实验台上的34芯牛角矩形插座用来连接编程电缆。TEP-3编程卡插在计算机中。编程电缆连接实验台和TEP-3编程卡。编程软件控制EPROM，EEPROM和GAL的读、编程等操作。主要技术指标如下：
     (1) 可编程芯片
          EPROM：2716—27512；27C16—27C512
          EEPROM：2816，2817，2864
          GAL：16V8，20V8，16V8A，20V8A
       (2) 编程电压由编程卡自动产生，由程序控制，连续可调。
     (3) 对EPROM芯片编程有按字节、字、字符串和文件几种写入形式，并自动校验。
     (4) GAL编程采用标准JEDEC文件格式。
     (5) 编程EPROM芯片速度大于1．5KB／s。
     (6) 手动编辑GAL芯片熔丝图。

7．3．2 安装
     安装步骤如下：
      (1) 关闭PC机电源，打开PC机外壳。
      (2) 将编程卡插在PC机内部任一扩展插槽中，用螺钉将编程卡固定在机架上。
      (3) 用连接电缆将编程卡与实验台连接在一起。
      (4) 在DOS提示符下，在用户硬盘上建立一个专门供PLD使用的子目录。将PLD程序盘上的所有文件拷贝到此子目录中。
      (5) 启动PLD程序，计算机屏幕上显示出主菜单。这时即能进行EPROM或GAL读、写操作。
     若用软盘运行PLD，则应首先将PLD程序拷贝一个备份，用新拷好的盘运行PLD程序。
     本编程器占用PC机9个连续I／O端口地址，出厂时设定起始地址为2E0H。如果此地址与其他接口卡I／O地址发生冲突，请与我们联系修改。可选地址范围000H—2F8H。当I／O地址冲突时，编程器不能正常工作。
      TDS实验台EPROM／GAL编程器部分有一红色发光二极管VPP指示编程电压。编程器所用高、低电压VPP和VCC均由程序控制。仅当进行读、写操作时，才向编程插座加电压VPP和VCC。当红色VPP指示灯亮时，表示工作电压已加到插座盒上，此时不允许插、拔芯片。插、拔芯片要注意以下事项：
      (1) 不要在插座盒上同时插GAL和EPROM两类芯片。
      (2) 注意插入芯片的缺口方向与插座盒上标明的方向一致，否则会损坏芯片。
     （3) 注意芯片型号与所设定的型号一致。
      (4) 应该在PLD软件运行之后，再插入芯片，插入时VPP指示灯不应发亮。

7．3．3 PLD软件使用说明
     PLD软件盘上包括如下文件：

 PLD．EXE
完成对EPROM，GAL读、写、校验等各种操作
 PLDHELP．DOC
在线帮助文本文件，提供在线帮助信息  
 ROMTYPE．DOC
部分EPROM芯片ID与生产厂家名称、编程电压对照表 
 FM.EXE
FM编译程序

    1．PLD软件基本操作
     编程软件PLD．EXE是一个在DOS下运行的软件。在DOS提示符下，键入PLD后回车，即可启动PLD．EXE。运行后首先显示PLD软件的版本号，然后在屏幕上端显示主菜单，屏幕下端显示提示信息。主菜单形如
           UVEPROM EEPROM GAL File Test DOS Inst Quit
    主菜单中各子菜单条目的含义如下：
    UVEPROM    选择紫外线擦除的27系列的EPROM芯片型号
    EEPROM       选择电擦除的28系列EEPROM芯片型号
    GAL            选择GAL芯片型号
    File             把一种格式的文件转换为另外一种格式文件
    Test            厂家用于系统硬件的检测和故障诊断，用户不能使用
    DOS            暂时进入DOS环境，键入EXIT命令后从DOS回到PLD
    Inst            系统安装功能
    Quit           退出PLD系统
    利用光标控制键↑↓→ ←可在屏幕上选择所需要的操作。首先将光标移动到目标子菜单条目上，然后按回车键启动该项操作。也可以用菜单命令中每一项的第一个大写字母来启动某项操作。有关UVEPROM，EEPROM和GAL操作稍后在第二、三两小节介绍。本小节对其余各项操作进行解释。
     (1) DOS重入DOS操作系统
    本命令主要用于在PLD软件的运行过程中执行某些DOS命令，如COPY，DIR命令等。选择主菜单上的DOS条目后按回车键即进入DOS环境。使用DOS命令完毕后，在DOS提示符下键入EXIT命令返回到PLD运行环境。执行该命令要求COMMAND.COM文件在当前盘根目录下。
     (2) Inst系统安装
    系统安装包括两项内容，即I／O端口地址的设置和显示器类型设置。
    CRT Mode显示器类型设置。可供选择的显示器类型有彩色(Color)和单色(B／W)两种。一旦设置，系统自动将其记录，供以后使用。
    I／o Address端口地址设置。按回车键能使端口地址从000H逐渐变化到2F8H。正常情况下，PLD软件会按约定地址确定编程器的I／O端口地址，用户不可随意改动。
     (3) Quit 退出PLD软件
    该命令退出PLD，回到DOS。选择该功能后，屏幕下方提示栏中提示是否确认退出，用“Y”或“N”回答。
    屏幕下方提示栏通常显示
     F1—HELP     F2—Exec     Esc—Exit
     F1     处于主菜单选择状态时，选择某一项操作后，再按F1键即可得到此操作的在线帮助信息。
     F2     选择某一项操作以后，屏幕还可能提示用户输入该操作的其他有关信息，如文件名等。这些信息输入完成后，PLD等待用户按F2键，以启动执行该项操作。所以在PLD软件中，F2键为“执行”键。EPROM或GAL的读、写，文件的格式转换等操作，按F2键才能执行。
     Esc   使用Esc键退出某项操作。
    2．EPROM编程
     EPROM和EEPROM的编程操作基本相同。本小节对EPROM编程的介绍也适应EEPROM。在PLD主菜单中，选择UVEPROM条目，弹出紫外线擦除PROM的下拉编程菜单；如果在主菜单中选择EEPROM，则弹出电擦除PROM的编程菜单。对EPROM芯片，可进行下列各种操作：
    Type        设定EPROM的型号和编程电压
    Read ID    读出UVEPROM内部生产厂家标识和型号标识
    Check       检查EPROM是否为空白芯片
    Display     显示EPROM存储的数据
    Write       对EPROM进行编程操作
    Save        将EPROM内容拷贝到磁盘文件中
    Verify       对文件和芯片内的内容进行比较
      (1)  Type 设定型号和编程电压
     选择该子项以后，屏幕右侧会出现EPROM型号和编程电压的提示框。此时按回车键，EPROM型号从2716到27512(含CMOS芯片)循环变化。选中编程电压栏后按回车键，编程电压在12．5V、21V和24V之间循环变化。用户选择好芯片型号和编程电压以后按Esc键予以确认。接着对后续操作进行选择。不要在按Esc键后立即按回车键。因为此时仍处于选中Type状态，按回车键就预示着进行新的器件类型选择。结果导致前一次器件选择失效。
     关于器件型号和编程电压，可参阅ROMTYPE.DOC文件或相关器件手册。对于无法确认编程电压的器件，应首先使用较低的编程电压进行编程实验。如果不成功，再逐步提高编程电压。
     对于EEPROM器件，可选型号有2816A、2817A和2864A。这些芯片的编程电压固定为+5V，所以选择EEPROM器件型号时，不必选择编程电压。
      (2) Read ID 读EPROM内部生产厂家标识和型号标识
    该操作仅对UVEPROM进行。近几年来生产的EPROM器件2732—27512，内部都保存有生产厂家标识和类型标识。当将EPROM器件插入编程插座后，执行该命令，屏幕上显示出生产厂家标识和类型标识。内部标识表记录于文件ROMTYPE.DOC中。目前文件中收录了绝大部分Intel公司器件和部分市场流行的器件标识，对ROMTYPE.DOC中未记录的器件，PLD不能给出有关信息。一般情况下不必使用该项操作，只需用TYPE操作设定器件型号和编程电压即可。
      (3) Check 芯片空白检查
     如果被检查EPROM器件内的全部字节为"0FFH"，那么屏幕将显示“OK”，表示是空白器件。否则，PLD将显示出第一个非"OFFH"单元的地址。
      (4) Display 显示器件数据
     选择该项操作后，PLD提示用户给出起始地址。输入起始地址后，按F2键，屏幕将显示一页共256字节的信息。左边一列为地址，中间是数据的十六进制值，右边是数据对应的ASCII码。此项操作中，用户可使用下列控制键：
    Home          从0地址开始显示一页
    End            显示最后一页
   ↑↓             屏幕上滚或下滚一行
   PgDn，PgUp   屏幕下滚或上滚动一页 ·
    Save           保存EPROM内容至磁盘文件
   用户使用Save命令时需给出文件名，EPROM的起始地址和读出长度，按F2键即可执行。注意地址或长度不要造成越界。
     (5) Write写操作
   本命令将数据写入EPROM。它要求指定一个地址，指出被写EPROM的区域。它有以下七种选择。
    A Byte to EPROM    从键盘输入一个字节(16进制)，写入EPROM
    A Word to EPROM   从键盘输入一个字(16进制)，写入EPROM。高字节放入高地址，低字节放入低地址 。
    Bytes to EPROM   从键盘输入若干字节，写入EPROM。输入过程中，字节之间用空格分开
    String to EPROM    从键盘输入一字符串，写入EPROM。字符串按ASCⅡ码解释，一个字符占一个字节
    File to EPROM      将文件中的数据写入到EPROM。文件长度和EPROM的容量应匹配，以免越界。
    File(Even) to EPROM      将文件中的偶数字节写入到EPROM
    File(Odd) to EPROM       将文件中的奇数字节写入到EPROM
   在执行写入操作时可能会产生下列屏幕提示：
   Out of Range      地址范围越界
   OK!                写入操作成功
   False!              写入操作失败
   File Not Found     文件未找到
    (6) Verify校验操作
   本命令将一个磁盘文件的内容与EPROM的内容相比较，并显示比较结果。为了保证写操作的可靠性，建议在完成写操作后进行一次校验操作。
3．GAL操作
    进入PLD主菜单后，选择GAL条目并按回车键则进入GAL子菜单。对GAL的操作共有下列9种：
     (1) Type类型设定
   可供选择的GAL类型有GALl6V8，GAL20V8，GALl6V8A和GAl20V8A，请注意这4种器件的编程方法和编程电压完全不同，必须正确选择。
     (2) Load装入JEDEC文件
   该命令将一个JEDEC文件读到内存，以供编辑修改和编程操作。文件装入后，自动进入编辑状态。键入文件名时，扩展名JED可以省略。
     (3) Save保存JEDEC文件
   该命令是Load的逆操作。它将内存中的熔丝信息按JEDEC标准保存到文件中。文件的缺省扩展名为JED。
     (4) Read读器件内部熔丝图到内存中
   该命令可将未加密的GAL器件内容读入到内存中，并自动进入到编辑状态。
     (5) Edit熔丝图编辑
    该命令用于对GAL内部结构的手工编辑，可编辑的内容有：
      ①器件电子标签(Electronic Signature)
     按字母键‘E’后可输入电子标签，内容可以是任何字符，但长度不应超过8个字符，输入以回车键结束。
     ②器件的结构控制位
     器件的结构控制位有SYN，AC0，AC1，POL(极性控制)，PT(乘积项禁止位)对于这些熔   丝，统一用“x”号表示0，用“-”号表示1，按“-”键、‘X’键或空格键可以修改熔丝状态；组合键Alt+“和Alt+“x"可以修改一行的熔丝状态，但不含PT项。
   对于SYN，AC0，POL和AC1可分别按“S”，“0”，“P”，“1"键后再修改，其熔丝可用↑，↓,→,←，PgUp和PgDn键将光标移动到相应位置后，进行修改。
     注意，屏幕每次显示一个输出引脚的熔丝图，共有8个，对于16V8和16V8A来说，引脚号为19—12，对于20V8和20V8A来说，引脚号是从22～15。
     一般来说，JEDEC文件中不含GAL的电子标签信息，因此编程前，可以用Edit命令写入电子标签后再进行编程。 
      (6) Programming 编程
     编程操作将内存中的熔丝图写入到GAL中，同时给出校验信息，如果需要加密，可接着使用Mask命令。
      (7) Verify 校验
     该命令读出未加密的GAL芯片内容，将它和内存中的熔丝图相比较。报告比较结果。
      (8) Mask 写加密位
     该命令用于对GAL器件的保密位进行操作。完成Mask操作后，将无法读出GAL内的熔丝图。
      (9) Erase 擦除GAL
     该命令用于GAL擦除。在一般情况下，无须使用这项功能。每次用Programming命令对GAL编程时，PLD首先自动进行GAL擦除，然后进行编程。
     上面介绍了PLD软件中有关GAL的命令。一般而言，对一个GAL器件编程步骤如下：
      ①使用Load命令，将一个JEDEC文件装入到内存。如果JEDEC文件已在内存中，此步骤可省略。
      ②编辑熔丝图，一般仅需编辑电子标签字。此步骤可以省略。
      ③使用Programming命令，将熔丝图写到GAL中。
      ④必要时用Mask命令写GAL保密位。此步骤可以省略。

7．3．4 FM软件使用说明
     为了方便GAL的逻辑设计，随GAL/EPROM编程器提供FM.EXE编译软件，供GAL逻辑设计使用。FM是GAL逻辑设计软件FAST-MAP的缩写，使用该软件可以完成对GAL20V8／A和GAL16V8／A的逻辑设计。使用步骤如下：
     (1) 用任一种文本编辑器产生一个后缀为PLD的逻辑设计源程序文件。
     (2) 使用FM软件编译逻辑设计源程序文件，产生一个后缀为PLD的JEDEC文件。
     (3) 运行PLD.EXE将JEDEC文件表示的逻辑设计写到GAL芯片中。
     1．FM的语法规则
    [例1]  一个源程序举例。
          PLDl6V8                ；GAL型号标志
          A Sample              ；标题行
          By Jin Li-xia
          08----04--95
          A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 RD WR
          GND DO NC A7 INT CE1 CE2 CE3 A8 NC VCC     ；引脚表
          CE1=/A15+RD                            ；输出逻辑表达式
          CE2=A15*/A14
          CE3==/A15*/A14*/A13*/A12*/A11*/A10*/A9*/A8*/A7
        ／INT=A15*A14/A13*A12*/DR+DO*/WR
          CE1．OE=VCC
          CE2．OE=VCC
          CE3．OE=VCC
          INT．OE=/DO*A7 *RD
          DESCRIPTION                             ；说明部分
       This is a sample of FM logic file.
          End
      FM源文件内部结构应符合下列规定：
      (1) GAL型号标志
      说明GAL器件的型号，必须起始于第一行第一列，以大写字母PLD开头，对于GALl6V8和GALl6V8A使用PLDl6V8，对于GAl20V8和GAL20V8A芯片使用PLD20V8。
      (2) 标题行
     这一部分为设计信息，对编程无本质上的影响，占用第2—4行。其中第4行为电子标签。
     (3) 引脚表
     这部分是器件引脚信号的定义，从第5行开始。定义从1号引脚开始，按引脚号递增顺序进行，直至最后一个引脚。其中，不被使用的引脚命名为NC，电源引脚命名为：VCC，，地引脚命名为GND，其余引脚信号名可以自行命名，但信号名长度不应超过8个字符。引脚信号名之间用空格分隔，一行写不下可延长至第二行。
     (4) 输出逻辑表达式
     这一部分为每个输出引脚信号定义逻辑表达式。逻辑表达式可含有下列3种逻辑运算符：
     *   逻辑与
     +  逻辑或
     ／  逻辑非
     由于GAL硬件结构的限制，一个表达式中的乘积项数目不能多于8个(有三态控制的应小于8个)，参加“与’’运算的引脚信号不应多于16个(对GALl6V8)或20个(对GAL20V8)。表达式中不得有任何括号。FM不对表达式进行任何化简。
     每一个输出引脚信号可通过下列两种赋值运算符对其赋值。
      =        组合逻辑赋值
      ：=     寄存器逻辑赋值
     使用“=”赋值，等号右边的表达式直接赋给等号左边的输出信号。使用“：=”赋值时，在下一个时钟脉冲的上升沿到来时，才将等号右边表达式的值赋给等号左边的输出信号。
      如果用户需要按某一种逻辑关系对引脚进行三态控制，可使用下面形式的语句：
     输出引脚信号名．OE=表达式
     表达式只能由“与’’和“非”两种运算组成，即表达式是一个乘积项。
     如果对某个引脚信号进行了三态输出控制，那么每个输出引脚信号对应的表达式中最多只能有7个乘积项，并且需列出全部输出引脚信号的三态控制逻辑。无须三态控制的输出引脚信号可用VCC作为控制逻辑。
     如果对输出信号进行负逻辑设计，可在输出引脚信号名前加非运算符。例如，下面两个逻辑等式是等价的：
     逻辑等式1：X=A+B+C+/D
     逻辑等式2：／X=/A*/B*/C*D
     值得注意的是，由于GAL结构上的特殊性，有时某些合法的表达式会产生编译错误，这时应该通过阅读GAL器件手册或调换某些引脚信号来解决。
     (5) 说明部分
    这一部分以关键字DESCRIPTION开始，后面可以跟有任何文字信息，最后以END结束，FM将这一部分理解为注释，对逻辑设计无本质的影响。
    在FM源程序中，每一语句行可加以注释，每个注释由一个分号开始；最后一行必须用回车结束；一个PLD文件的最大长度是200行。
     2．FM的使用方法
     (1) 在DOS提示符下，键入FM并回车。
     (2) 输入逻辑设计文件名，可省略PLD后缀，按回车键后FM首先对源文件进行语法检查。检查通过后进入下一步。
     (3) FM显示下列操作菜单：
         1) Create Document File(source plus pinout)
         2) Create Fuse plot File(human readable fuse map) 
         3) Create Jedec File(programmer fuse map)
         4) Get a new Source File
         5) Exit from Fast Map ·
     第一项和第三项是建立列表文件操作，产生后缀为LST的列表文件。第二项是建立熔丝图文件操作，产生后缀为PLT的熔丝图文件。第三项是建立JEDEC文件的操作，产生后缀为JED的JEDEC文件。第四项是读入一个新源文件操作。第五项为退出FM操作。
     列表文件和熔丝图文件可供核对参考，JED文件用于写GAL。如果源程序中含有语法错误或存在结构冲突问题，FM将指出这些问题。出错时可用"Ctrl+Break"键(同时按下Ctrl和Break键)退出FM软件，在文本编辑器中修改源程序。