《{PLD可编程逻辑器件}第二章 PLD硬件特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{PLD可编程逻辑器件}第二章 PLD硬件特性（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 PLD硬件特性与编程技术,1,主要内容,2,PLD概述与分类（什么是PLD？）,Programmable Logic Devices（可编程逻辑器件） 设计一个数字电路系统，最终都可用“与-或”表达式表示该系统的电路结构 基本PLD器件的原理结构图,3,PLD分类,4,PLD编程原理及其结构发展,电路符号,5,6,PROM,7,PLD的编程阵列及缺点,缺点： 与阵列固定，全译码器在输入变量增多时，工作效率低下。 不存在寄存器单元，只能完成组合逻辑电路,8,PLA的结构及其对PLD的改进,对PLD的改进： 与或阵列均可编程，利用率提高 新的不足： 与或阵列均可编程，造成编程算法的复杂 依
2、然没有解决的不足： 不能实现时序逻辑,9,PAL的结构及其对PLA的改进,对PLA的改进： 1、与阵列可编程，或阵列不可编程，效率提高，算法简单。 2、在逻辑阵列后加入了存储单元电路，能够实现时序逻辑电路。,10,11,GAL（主要是在PLD工艺上的改进）,在工艺上的改进： PROM PLA 采用熔丝型工艺，一次可编程 PAL GAL 采用EEPROM工艺，可多次编程 在结构上的改进： 对I/O接口做了改进，实现多种输入输出逻辑,12,CPLD的结构和工作原理,CPLD内部结构： LAB（逻辑阵列块） 实现基本的逻辑功能 PIA（可编程连线） 编程连线和信号传递 I/O控制模块 输入输出控制,
3、13,LAB内部结构,一个LAB由16个宏单元组成 每个宏单元相当于一个简单的PLD器件，包括3个功能模块： 逻辑阵列：相当于与阵列，产生乘积项 乘积项选择矩阵：相当于或阵列，选择相应的乘 积项到或门或异或门 可编程寄存器：用以实现时序逻辑电路,14,FPGA的结构和工作原理（查找表结构）,LAB、I/O块、RAM块 可编程行/列连线 一个LAB包括8个逻辑 单元（LE） LE是实现逻辑的最基 本结构,15,LE的内部结构,16,LE的内部结构,每个LE包括一个LUT（Look Up Table），一个触发器和相关的相关逻辑。 LUT结构和原理： RAM中事先写好了 所有可能的逻辑对 应的输出
4、结果 四个输入作为地址 连线到LUT，通过 地址查找相应的结 果数据输出,17,查找表结构,查找表结构中，在FPGA器件中下载电路结构时，存放的不是电路的结构图，而是通过电路的结构图，生成的一个输入输出逻辑对应表。,18,Y,19,多输出的处理办法,将一个4输入1输出的查找表 分为两个3输入1输出的表格 来存放。,20,CPLD与FPGA的不同,基于SRAM结构，集成度高 内嵌Memory，DSP ，更适合时序电路 FPGA 延时不可测 编程更灵活 功耗小 基于EEPROM工艺，集成度低 更适合各种算法和组合逻辑电路 CPLD 延时可测 速度更快 保密性好,21,硬件测试技术,22,CPLD/
5、FPGA编程与配置,什么是编程配置？ 将已经设计好的硬件电路的网表文件通过编程器或编程电缆下载到CPLD/FGPA器件中，形成真正的硬件电路的过程 编程配置的方法： JTAG方式的在系统编程（CPLD） 使用PC并行口配置FPGA（FPGA）,23,FPGA/CPLD产品概述,生产FPGA/CPLD的公司主要有： Lattice Xilinx Altera Actel,24,Lattice,最早推出PLD的公司，发明了ISP技术 以中小规模PLD为特色 开发工具略逊一筹 主要产品： ispMACH4000系列CPLD EC,EP系列FPGA,25,Xilinx,FPGA发明者，最大的提供商之一
6、 与Altera公司匹敌，共同占据了可编程逻辑器件60%以上的市场 以欧美用户居多 主要产品： Virtex-4系列FPGA Spartan II& Spartan-3& Spartan 3E系列FPGA XC9500&C9500XL系列CPLD,26,Altera,著名PLD生产商，占据行业领先地位 高性价比，高集成度，强大的开发工具，丰富的IP，在九十年代后迅速崛起的商家 以日本和亚太用户居多 主要产品： Stratix II系列FPGA ACEX系列FPGA MAX，MAX II系列CPLD Cyclone， Cyclone II系列FPGA,27,Actel,反熔丝（一次性烧写）PLD的领导者 反熔丝PLD抗辐射，耐高低温，功耗低，速度快 产品多用于军品和宇航领域上。,28,Thank You !,29,
