可编程逻辑器件PLD（PPT52页)

7.3可编程逻辑器件PLD7.3.1PLD概述7.3.2PLD电路表示法7.3.3可编程阵列逻辑(PAL)7.3.4通用阵列逻辑器件(GAL)7.3.5CPLD/FPGA7.3.1可编程逻辑器件概述中小规模标准IC74/74HC/C4000软件配置大规模ICCPU/DSP/ARM/MCS专用集成电路ASIC全定制/半定制可编程逻辑器件PLD一、数字集成电路分类:二、PLD的特点功能密度高设计方法灵活（自顶向下、HDL、IP核）先期投资少、风险小产品开发周期短在系统可编程特性可靠性高、保密性强三、PLD分类低密度PLD可编程阵列逻辑PAL通用阵列逻辑GAL高密度PLD复杂可编程逻辑器件CPLD现场可编程门阵列FPGA四、PLD器件设计流程设计准备（系统规范，模块设计）设计输入原理图输入方式文本输入方式(VHDL、VerilogHDL)功能仿真（前仿真）综合适配（布局布线）时序仿真（后仿真）下载（编程）硬件测试五、世界主要PLD公司简介公司名称PLD开发系统主要产品Xilinx公司Altera公司Foundation,ISEMax+plus,QuartusFPGA/CPLDCPLD/FPGA主要厂商FPGA/CPLD产品市场份额两大FPGA/CPLD厂商的代表产品六、面向PLD的EDA技术发展趋势PLD芯片高、中、低档产品齐全嵌入式系统（RAM/PLL/SOPC）完善的硬件测试技术内部逻辑测试（嵌入式逻辑分析仪）JTAG边界扫描测试高性能的EDA开发工具IP核的广泛应用系统级设计语言SystemC,SystemVerilog七、PLD应用领域高速数字信号处理无线通信领域,如软件无线电视频图像处理领域,如高清数字电视(HDTV)军事和航空航天领域,如雷达声纳接口逻辑控制器PCI、PS/2、USB等接口控制器SDRAM、DDRSRAM接口控制器电平转换LVDS、TTL、COMS等八、EDA设计相关网站公司网站Altera：：：：://www.edacn.netHttp://www.fpga.com.cn九、常用FPGA/CPLD开发工具集成开发工具–Altera:Maxplus,Quartus–Xilinx:Foundation,ISEHDL综合器–Synopsys公司的FPGACompilerII–Synplicity公司的SynplifyProHDL仿真器–Mentor公司ModelSim–Aldec公司的Active-HDL–Candece公司的Verilog-XL十、基于FPGA的嵌入式系统Altera公司NIOSII/ARM9Xilinx公司MicroBlaze/PowerPC一个典型的复杂应用系统采用了嵌入式解决方案的系统一、基本门电路的PLD表示法1.输入缓冲器：AAAABCDL1DCBAL22.与门3或门(a)与门符号ABCDL1ABCDL2(b)或门符号7.3.2PLD的电路表示法二、PLD的基本结构BAYZ或门阵列与门阵列输入输出图8.3.1PLD表示法(a)基本的PLD结构图AAA输出缓冲器硬线连接单元被编程连接单元被编程擦除单元(b)PLD连接方式7.3.3可编程阵列逻辑(PAL)A3A2A1A0O3O2O1O0或阵列（固定）与阵列（可编程）(a)编程前的内部结构或阵列（固定）与阵列（可编程）一、特点不能重复编程输出结构固定二、结构图(b)编程后的内部结构或阵列（固定）A3A2A1A0O3O2O1O0与阵列（可编程）L3L2L1L0CABAL3BABAL2CABCBACBAmL)6,4,1(1BCACCBAL0ABC三、用PAL实现逻辑函数PAL器件组合输出结构PAL器件寄存器输出结构7.3.4通用阵列逻辑器件(GAL)或阵列（固定）与阵列（可编程）一、特点可重复编程输出可重新组态二、结构图输出逻辑宏单元(OLMC)结构通用阵列逻辑器件GAL组态模式输出逻辑宏单元(OLMC)组态SYNAC0AC1功　　　　能101专用输入100组合输出111具有反馈组合输出011带寄存器组合输出010寄存器输出专用组合输出及专用输入模式三态控制组合输出模式寄存器输出模式集成密度高宏单元组态灵活多触发器结构异步时钟和时钟选择异步清零与异步予置I/O端口的复用功能乘积项共享阵列高速度、低功耗高保密性7.3.5CPLD/FPGAFPGA/CPLD结构二维的逻辑块阵列（逻辑单元）可编程的输入/输出单元可编程的互连资源MAX7000结构框图MAXⅡ结构框图宏单元FLEX10K逻辑结构FLEX10K逻辑单元LEFLEX10KI/OEFLEX10K嵌入式阵列块EABCycloneⅡ结构图CycloneⅡ逻辑单元LECycloneⅡLABCycloneⅡIOECycloneⅡCLOCKFPGA与CPLD的比较CPLD:–逻辑宏单元规模大–PintoPin延迟时间可预测–非易失性（Flash、E2CMOS）保密性好–互联资源有限（集中）–功能密度低FPGA:–逻辑功能块规模小，资源可充分利用–PintoPin延迟时间不预测–易失性（SRAM）保密性差–互联资源丰富（分布式、全局，长线，短线）–功能密度高FPGA/CPLD芯片选型参考CPLDorFPGAAlteraorXilinxAltera–Cyclone系列–CycloneII系列–Stratix系列–StratixII系列–MAXII系列Xilinx–Spartan3系列–Virtex系列FPGA/CPLD的配置与下载方式典型应用主动串行(AS)串行配置芯片EPCSJTAGCPLD、FPGA被动串行(PS)CPU、FPGA下载电缆：ByteBlasterⅡ（MV）并口下载电缆MasterBlasterUSB下载电缆AS配置图AS配置接口JTAG编程JTAG配置接口JTAG配置串行器件被动串行配置方式EPC2配置FPGA