2022年可编程逻辑器件.pptVIP

第4章可编程逻辑器件;本章内容;4.1.2PLD的基本结构和特点;4.2PLD编程原理和方式;2编程实现连线

通过电子开关实现连线的可编程，电子开关有MOS晶体管和传输门。如图所示是一个通用开关阵列。;3编程实现数据传输

数据传输的编程一般是通过异或门或数据选择器实现的。下图(a)是采用异或门的形式。下图(b)是采用MUX的形式。

;;;;闪速存储单元比隧道型存储单元的芯片结构更简单、更有效，使闪速存储单元制成的PLD器件密度更高。这种编程器件可以不用编程器而直接在目标系统或线路板上进行编程，所以称它为在系统编程Isp。

综上所述，ROM的编程方法是按“掩膜ROM→PROM→EPROM→E2PROM→ISP”的次序发展的。;;4.3PLD的分类;2．“与”阵列和“或”阵列均可编程器件;3．“或”阵列固定，“与”阵列可编程器件;;3高密度可编程逻辑器件

（1）结构

高密度可编程逻辑器件HDPLD（HighDensityProgrammableLogicDevice）从芯片密度上有了很大的改进，单片芯片内可以集成成千上万个等效逻辑门，因此在单片高密度可编程逻辑器件内集成数字电路系统成为可能。HDPLD器件在结构上仍延续GAL的结构原理，因而还是电擦写、电编程的EPLD器件。参照教材以Altera公司生产的在系统编程逻辑芯片EPM7128S为例讲述HDPLD的结构及其特点。

（2）特点

速度高、低功耗、抗噪声容限较大；精确的故障定位；可以在一个单片内设计几个系统；乘积项共享；集成密度高。;4.4CPLD和FPGA;CPLD可编程逻辑芯片的结构原理图如下：;4.4.2FPGA;FPGA内部结构

以XilinxSpartan-II现场可编程逻辑器件为例：

;三种基本的FPGA编程技术;FPGA器件选型原则;4.4.3CPLD和FPGA的差别与特点;2.CPLD和FPGA的特点;4.5Altera公司的PLD;;?mFlash工艺，2004年底推出，采用FPGA结构,配置芯片集成在内部，与普通PLD一样上电即可工作。容量比上一代大大增加，内部集成一片8kbits串行EEPROM，增加很多功能。MAXII采用2.5V或者3.3V内核电压，MAXIIG系列采用1.8V内核电压。下表列出了MAXII系列产品的主要特性。

;4.5.2Altera公司的FPGA;CycloneII：Cyclone的下一代产品，2005年开始推出，90nm工艺，1.2V内核供电，属于低成本FPGA，性能和Cyclone相当，提供了硬件乘法器单元。下表是CycloneII系列产品的主要特性。;简称EEPROM，与EPROM结构相似，只是浮栅与漏极间有一薄氧化层，厚度只有80埃，可产生“隧道效应”。

其后：主要有PAL(可编程阵列逻辑)和GAL(通用阵列逻辑)

这种器件的缺点是只能一次性编程；

这一类型的代表器件是PROM和EPROM。

8×3（与门×或门）阵列结构图

电路可以通过软件编程，确定“与”矩阵和“或”矩阵内部的硬件电路的连接。

简称EPROM，其编程熔丝是一只叠栅型SIMOS管，其结构图如下图所示。

另外为了保证系统具有较好的可扩展性和可升级性，一般应留出一定的资源余量。

2PLD编程原理和方式

FPGA器件选型原则

?mCMOS工艺，1.

掉电后SRAM中的配置数据丢失，FPGA内部逻辑关系随之消失。

因为“与”阵列固定，输入信号的每个组合都固定连接，所以“与”门阵列为全译码阵列。

简称EPROM，其编程熔丝是一只叠栅型SIMOS管，其结构图如下图所示。

1Altera公司的CPLD;3.FPGA配置芯片

配置EEPROM用于配置SRAM工艺FPGA的EEPROM，EPC2以上的芯片可以用电缆多次擦写。下表是FPGA配置芯片

;Cyclone专用配置器件,专门用于配置Cyclone器件的EEPROM，可以用ByteblasterII在线改写，电压为3.3V。下表是专门用于配置Cyclone器件的EEPROM。