PLD硬件特性与编程技术要点解析.ppt

EDA技术与VHDL 第2章 PLD硬件特性与编程技术 2.1 PLD 概述 数字电路的基本组成 任何组合电路都可表示为所有输入信号的最小项的和或者最大项的积的形式。 时序电路包含可记忆器件（触发器），其反馈信号和输入信号通过逻辑关系再决定输出信号。 2.1 PLD 概述 2.1 PLD 概述 2.1 PLD 概述 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 PROM结构 与阵列为全译码阵列，器件的规模将随着输入信号数量n的增加成2n指数级增长。因此PROM一般只用于数据存储器，不适于实现逻辑函数。 EPROM和EEPROM 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 2.2 低密度PLD可编程原理 PAL结构 与阵列可编程使输入项增多，或阵列固定使器件简化。 或阵列固定明显影响了器件编程的灵活性。 2.2 低密度PLD可编程原理 GAL器件的OLMCOutput Logic Macro Cell 每个OLMC包含或阵列中的一个或门 组成： 异或门：控制输出信号的极性 D触发器：适合设计时序电路 4个多路选择器 GAL结构 GAL器件与PAL器件的区别在于用可编程的输出逻辑宏单元（OLMC）代替固定的或阵列。可以实现时序电路。 2.3 CPLD的结构与可编程原理 2.3 CPLD的结构与可编程原理 2.3 CPLD的结构与可编程原理 LE内部结构 查找表的基本原理 查找表的基本原理 FPGA中的嵌入式阵列（EAB） 可灵活配置的RAM块 用途 实现比较复杂的函数的查找表，如正弦、余弦等。 可实现多种存储器功能，如RAM，ROM，双口RAM，FIFO，Stack等 灵活配置方法：256×8，也可配成512×4 CPLD与FPGA的区别 FPGA与CPLD的区别 FPGA采用SRAM进行功能配置，可重复编程，但系统掉电后，SRAM中的数据丢失。因此，需在FPGA外加EPROM，将配置数据写入其中，系统每次上电自动将数据引入SRAM中。CPLD器件一般采用EEPROM存储技术，可重复编程，并且系统掉电后，EEPROM中的数据不会丢失，适于数据的必威体育官网网址。 FPGA与CPLD的区别 FPGA器件含有丰富的触发器资源，易于实现时序逻辑，如果要求实现较复杂的组合电路则需要几个CLB结合起来实现。CPLD的与或阵列结构，使其适于实现大规模的组合功能，但触发器资源相对较少。 FPGA与CPLD的区别 FPGA为细粒度结构，CPLD为粗粒度结构。FPGA内部有丰富连线资源，CLB分块较小，芯片的利用率较高。CPLD的宏单元的与或阵列较大，通常不能完全被应用，且宏单元之间主要通过高速数据通道连接，其容量有限，限制了器件的灵活布线，因此CPLD利用率较FPGA器件低。 FPGA与CPLD的区别 FPGA为非连续式布线，CPLD为连续式布线。FPGA器件在每次编程时实现的逻辑功能一样，但走的路线不同，因此延时不易控制，要求开发软件允许工程师对关键的路线给予限制。CPLD每次布线路径一样，CPLD的连续式互连结构利用具有同样长度的一些金属线实现逻辑单元之间的互连。连续式互连结构消除了分段式互连结构在定时上的差异，并在逻辑单元之间提供快速且具有固定延时的通路。CPLD的延时较小。 PLD器件的命名与选型 EPM7 128 S L C 84－10 EPM7：产品系列为EPM7000系列 128：有128个逻辑宏单元 S：电压为5V，AE为3.3V，B为2.5V L：封装为PLCC，Q代表PQFP等 C：商业级（Commercial）0～70度， I：工业级（Industry），－40～85度 M：军品级（Military），－55～125度 84：管脚数目 10：速度级别 2.5 硬件测试技术 2.5 硬件测试技术 2.6 FPGA/CPLD产品概述 最大的PLD供应商之一 FPGA的发明者，最大的PLD供应商之一 ISP技术的发明者 提供军品及宇航级产品 2.6 FPGA/CPLD产品概述 2.6 FPGA/CPLD产品概述 2.7 编程与配置 2.7 编程与配置 2.7 编程与配置 2.7 编程与配置 2.7 编程与配置 2.7 编程与配置 图2-34 LVDS连接 2.4.2 Cyclone系列器件的结构与原理 2.4 FPGA的结构与工作原理