VHDL语言 第2章 PLD硬件特性与编程技术

EDAEDA技术与技术与VHDLVHDL第2章PLDPLD硬件特性与编程技术硬件特性与编程技术KKX康芯科技KKX康芯科技2.1PLD概述图2-1基本PLD器件的原理结构图输入缓冲电路与阵列或阵列输出缓冲电路输入输出……KKX康芯科技2.1.1PLD的发展历程熔丝编程的PROM和PLA器件AMD公司推出PAL器件GAL器件FPGA器件EPLD器件CPLD器件内嵌复杂功能模块的SoPC20世纪70年代20世纪70年代末20世纪80年代初20世纪80年代中期20世纪80年代末进入20世纪90年代后2.1PLD概述KKX康芯科技2.1.2PLD的分类可编程逻辑器件（PLD）简单PLD复杂PLDPROMPALPLAGALCPLDFPGA图2-2按集成度(PLD)分类2.1PLD概述KKX康芯科技2.1.2PLD的分类1．熔丝(Fuse)型器件。2．反熔丝(Anti-fuse)型器件。3．EPROM型。称为紫外线擦除电可编程逻辑器件。4．EEPROM型。5．SRAM型。6．Flash型。2.1PLD概述从编程工艺上划分:KKX康芯科技2.2低密度PLD可编程原理2.2.1电路符号表示图2-3常用逻辑门符号与现有国标符号的对照KKX康芯科技2.2.1电路符号表示图2-4PLD的互补缓冲器图2-5PLD的互补输入图2-6PLD中与阵列表示图2-7PLD中或阵列的表示图2-8阵列线连接表示KKX康芯科技2.2.2PROM图2-9PROM基本结构地址译码器存储单元阵列………0A1A1−nA0W1W1−pW0F1F1−mFnp2=2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.2PROM与阵列（不可编程）或阵列（可编程）………0A1A1−nA0W1W1−pW0F1F1−mFnp2=图2-10PROM的逻辑阵列结构2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.2PROM图2-11PROM表达的PLD阵列图与阵列（固定）或阵列（可编程）0A1A1A1A0A0A1F0F1010AACAAS•=⊕=2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.2PROM图2-12用PROM完成半加器逻辑阵列01110100AAFAAAAF=+=与阵列（固定）或阵列（可编程）0A1A1A1A0A0A1F0F2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.3PLA图2-13PLA逻辑阵列示意图与阵列（可编程）或阵列（可编程）0A1A1A1A0A0A1F0F2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.3PLA图2-14PLA与PROM的比较0A1A1F0F2A2F0A1A1F0F2A2F2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.4PAL图2-15PAL结构图2-16PAL的常用表示0A1A1F0F0A1A1F0F2.2低密度PLD可编程原理KKX康芯科技2.2.5GAL2.2低密度PLD可编程原理GAL即通用阵列逻辑器件，首次在PLD上采用了EEPROM工艺，使得GAL具有电可擦除重复编程的特点，彻底解决了熔丝型可编程器件的一次可编程问题。GAL在“与-或”阵列结构上沿用了PAL的与阵列可编程、或阵列固定的结构，但对PAL的输出I/O结构进行了较大的改进，在GAL的输出部分增加了输出逻辑宏单元OLMC(OutputMacroCell)。KKX康芯科技图2-19MAX7128S的结构1．逻辑阵列块(LAB)2.3CPLD的结构与可编程原理KKX康芯科技2．宏单元全局时钟信号全局时钟信号由高电平有效的时钟信号使能用乘积项实现一个阵列时钟2.3CPLD的结构与可编程原理逻辑阵列MAX7000系列中的宏单元乘积项选择矩阵可编程寄存器KKX康芯科技2.3CPLD的结构与可编程原理图2-18MAX7000系列的单个宏单元结构KKX康芯科技4．可编程连线阵列(PIA)图2-22PIA信号布线到LAB的方式2.3CPLD的结构与可编程原理KKX康芯科技2.4.1查找表逻辑结构图2-24FPGA查找表单元查找表LUT输入1输入2输入3输入4输出2.4FPGA的结构与工作原理KKX康芯科技2.6FPGA/CPLD产品概述2.6.1Lattice公司CPLD器件系列2.6.2Xilinx公司的FPGA和CPLD器件系列1.Virtex-4系列FPGA2.SpartanⅡ&Spartan-3&Spartan3E器件系3.XC9500&XC9500XL系列CPLD4.XilinxFPGA配置器件SPROMKKX康芯科技2.6FPGA/CPLD产品概述2.6.3Altera公司FPGA和CPLD器件系列1.StratixII系列FPGA2.ACEX系列FPGA3.MAX系列CPLD4.Cyclone系列FPGA低成本FPGA5.CycloneII系列FPGA6.MAXII系列器件7.Altera宏功能块及IP核