第3章CPLD与FPGA简介报告.ppt

CPLD/FPGA 的主要特点 CPLD/FPGA是一种半定制的ASIC，属LSI或VLSI逻辑器件; 其主要特性是： 1、采用LSI/VLSI技术制造，高集成度（最高已达千万门级）； 2、支持各种组合逻辑和时序逻辑电路设计，甚至实现“片上系统” （SOC）； 3、可编程改变芯片的逻辑功能，芯片可重复使用，具有ISP或ICR特性。（ISP：In System Programming,在系统编程) （ICR：In Circuit Reconfigable,在电路重构） 3、有很高的逻辑布线能力，可以预测信号延迟，便于使用计算机进行逻辑功能仿真与时序仿真。 4、有良好的设计加密功能，便于保护知识产权（IP）。 5、有强大的EDA开发工具(软件)支持，与ASIC设计相比，易学易用。 6、研制、开发时间较短，费用相对少。 7、必须借助CPLD开发系统，才能设计、开发CPLD/FPGA系统。 CPLD/FPGA 与 SPLD 一般认为，复杂可编程逻辑器件CPLD/FPGA的单片集成度大于1000门,而简单可编程逻辑器件SPLD（Simple Programable Logic Device）的单片集成度小于1000门。 目前FPGA的单片集成度已超过1千万门，达到Intel公司必威体育精装版奔腾Ⅳ CPU的集成度。可以在这种高集成度的FPGA芯片上设计CPU/DSP,实现SOPC。 GAL/PAL芯片属于SPLD，但目前它们已较少使用。 ALTERA公司的新一代千万门级的可编程逻辑器件Stratix ALTERA的新一代低成本高密度FPGA：Cyclone（飓风） 一块SOPC板 一块SOPC板的应用：用作电视解码器 经过了最近20年的发展，许多IC设计公司都开发出了CPLD/FPGA。 Altera 公司的 CPLD 系列和Xilinx 公司的 FPGA 系列，全球知名度高、应用面广，开发系统成熟，占据了世界PLD市场的较大分额。 全球CPLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可以讲Altera和Xilinx共同决定了CPLD技术的发展方向。 CPLD/FPGA的叫法 不同的厂家，对自己生产的可编程逻辑器件叫法不尽相同。 PLD(Programmable Logic Device)是可编程逻辑器件的总称。 PAL、GAL等是早期的SPLD芯片。 FPGA (Field Programmable Gate Arry，现场可编程门阵列)是Xilinx公司发明的。Xilinx公司把基于查找表技术、SRAM存储工艺的可编程逻辑器件叫FPGA；把基于乘积项技术、 E2PROM（或Flash MEM）存储工艺的可编程逻辑器件叫CPLD； Altera公司把自己生产的可编程逻辑器件都叫作CPLD,即复杂PLD(Complex PLD),但分为 MAX系列CPLD（乘积项技术、E2PROM存储工艺）和FLEX/ACEX/APEX系列CPLD（查找表技术、SRAM存储工艺）。 由于FLEX等系列是基于查找表技术、采用SRAM存储工艺的器件，其使用方法和Xilinx的FPGA一样，所以人们也把FLEX/ACEX/APEX系列的CPLD产品叫做FPGA。 如何使用CPLD/FPGA ？ 开发、使用CPLD需要掌握三部分的知识： 1、熟悉、了解CPLD/FPGA芯片； 2、掌握CPLD/FPGA开发系统（软件）； 3、能对CPLD/FPGA芯片进行编程配置（加载设计代码）。 由于CPLD/FPGA开发系统已发展得相当完善，用户甚至可以不用详细了解CPLD/FPGA的内部结构，就可以用自己熟悉的方法（如原理图输入法/HDL语言输入法/波形输入法)来完成要求的CPLD /FPGA设计。 但是若要很好的掌握CPLD/FPGA设计与应用技术，懂得必要的CPLD/FPGA结构组成、特性参数与基本工作原理还是必要的。另外，能熟练操作、使用一种CPLD /FPGA开发系统、至少掌握一种HDL语言也是必要的，这将有助于提高设计的效率和可行性。 目前主要的CPLD/FPGA生产商都提供适合自己产品开发、应用的EDA开发软件。也有许多第三方EDA软件公司提供CPLD/FPGA开发系统，且性能优良。如CANDENCE公司的SPW系统、 Altec公司的Active CAD系统。 CPLD/FPGA设计流程 主要的CPLD/FPGA生产厂商 目前世界上有多家公司生产CPLD/FPGA，主要的CPLD/FPGA生产厂商有： 1、Altera 公司，主要的CPLD生产厂商 2、Xilinx 公司，主要的FPGA生产厂商 3、Lattice公司，著名的CPLD生产厂商 4、ACTEL公司， 著名的CPLD生产厂商 5、Cypr