PL可编程逻辑器件的发展.docVIP

FPGA调查报苦 Content 1.1 FPGA的产生与发展 1.2国内外发展趋势和状况 2 FPGA厂商介绍 3 FPGA未来的发展方向 4.可编程逻辑器件与EDA技术的发 1. 1 FPGA的产生与发展 随着电子技术的飞速发展，电子工程师己越來越不满足于使川通川逻辑器件來构成数 字罗辑系统.n前专用集成电路a sic己成为世界各大半导体厂商竞相开发的产品，在庞大 的AS 1C家族屮，有一人类产品是由用户自己而不是由芯片生产厂最活完成M:逻辑功能的， —类产品就足可编程逻辑器件?现在川户使川可编程ASIC,借助日益先进的EDA技术，可 以实现各种数字电子系统以及功能模块的调试，下面分別阐述。 历史上可编程逻辑器件经历丫从PROM、PLA、PAL、GAL、EPLD到CPLD和FP GA的发展过税，在结构、工艺、集成度、功能、速度和灵活性方面都奋了很人的改进和提 商.可编程逻辑器件人致的演变过程如下： 70年代，熔丝编程的PROM和PLA器件是敁早的可编程逻辑器件. 70年代末，AMD公司开始推ill PAL器件. 80年代初，加itc公司发明可电擦写的，比PAL使用更灵活的GAL器件. 80年代屮期,Xilinx公司提出现场可编程的概念，同吋生产了第一片F PG A器件. 同一吋期，Alter公司推出了 EPLD器件，较GAL具有更高的集成度，可以用紫外线或电擦 除. 80年代末，LaWc公司又提出了在系统编程技术，并且推出了一系列具有在系统编 程能力的C P L D器件.集成度是集成电路-项很重要的指标，如果从集成密度上分类，可 以分为低密度可编程逻辑器件＜ LDPLD)和高密度可编程逻辑器件(H D P L D ),可以说G A L 2 2 V 10是二者的分界点，即标准门5 00 — 750门之叫，如图I所示 可编程逻辑器件 图1可编程逻轵器件的密度分类 Lattic公司的HDPLD器什，从相当于2000个PLD标准门的器件(L S I 1 0 16 )至U相 当于25000个PLD标准门的器件(L S I 6 19 2),不仅界景人，而且速度快，足以完成复杂 的数字逻辑功能.尤其值得提iH的是aLitc公司在全世界首创了在系统可编程逻辑器件，抛 掉了传统的专用编程器，而.R.也不用将芯片从电路系统取下，只利川计算机和一组下截电缆 就可以在系统编程，这种器件的在系统特性，可以说是可编程器件的一次革命，将4编程器 件的优越性发挥到了极致. 从广义上说，大规模P L D器件大致上可包含两种类型：一种类型为单元型如为In in x 公司的F PGA,另一 ?种类型以宏单元为基础，这种结构一般称为CPLD如La t tie公司的IS P系列.可编程逻辑器件的出现，改变了传统的数字系统设计方法.传统的数字系统设计是通 过没计电路板來实现系统功能，而采川可编程器件足基于芯片的没计方法，如图2所示. 传统电子系疣设计方法 基于芯片的设计方法 图2 两种设计方法 1.2国内外发展趋势和状况 FPGA是英文field programmable gate array的缩写，即现场可编程门阵列《?是在PAL， GAL.EPLD等可编程器件的基础上发展的产物。在IH:界范阑内FPGA芯片的制造商主要有Altera 和Xilinx，Altera发明了可编程逻辑器件，支持软件主要有Quartus.而首先制造出可编程逻辑 器件并把它命名为FPGA的是Xilinx公司，公司为客户提供了 90%的65nmFPGA产品，1983 年世界上第一款可编程逻辑器件产生，接下来的儿年内这一工艺和技术在美国和LI木和部分 发达国家得到迅速普及和应用，产品主要应用于军工和航天领域，由于W可编程的特性，在 其他一些特殊要求领域也得到了广泛应用，目前在中国学习和使用FPGA的人数也在不断攀 升，但能伞而掌握和灵活运用FPGA并了解如何去开发上还存在很大的不足，还需耍付岀更 多的精力和努力，才能逐渐缩短差跑迎头赶上。而FPGA由于设汁比较困难，产品比较昂贵， 所以0前在国内没有研究机构进行这方面的研究，国外有儿家厂商推出了各具特色的产品, 如摩托罗拉公司推出的Mpaa,Anadigm公司推出的AAN221E04,lspPAC是由Lattice公司推出， 这些产品在各自的专业领域应用中得到了肯定。 随着集成电路的发展，集成电路实际趋于复杂化，虽然制作工艺在不断进步何因所耑器 件数M庞人，期叫的空M分布，结构布局和设计成木也成为K发展过程屮需要考虑的重点和 难点，随着社会进步，电了产品在满足人们需要的同时，不断向更专业，更专门和个性化的 方向发展，以满足人们对他的需求。正因为这些需求加速了 FPGA的出现和发展，随着FPGA 的发展，其电路结构U趋父杂，迕期间规模集成度不断捉