第7章FPGACPLD硬件结构与工作原理讲述资料.ppt

* LAB由8个相邻的逻辑单元LE，以及与相邻的LAB相连的进位链和级联链、LAB控制信号、LAB局部互连通道等组成。 LE包含一个能快速产生4变量的任意逻辑函数输出的4输入查找表LUT，以及一个带同步使能的可编程触发器、与相邻LE相连的进位链和级联链。 EAB相当于一个大规模的查找表LUT，它可编程快速实现多位数字乘法器、数字滤波器等复杂逻辑功能，具有更大的灵活性。 LAB由8个相邻的逻辑单元LE，以及与相邻的LAB相连的进位链和级联链、LAB控制信号、LAB局部互连通道等组成。 LE包含一个能快速产生4变量的任意逻辑函数输出的4输入查找表LUT，以及一个带同步使能的可编程触发器、与相邻LE相连的进位链和级联链。 EAB相当于一个大规模的查找表LUT，它可编程快速实现多位数字乘法器、数字滤波器等复杂逻辑功能，具有更大的灵活性。 通过几根编程线与计算机的并行口/USB口相连，在专门应用软件配合下，方便的实现程序下载。 通过几根编程线与计算机的并行口/USB口相连，在专门应用软件配合下，方便的实现程序下载。 能够捕获和显示芯片内部的实时信号波形特征 * FPGA/CPLD选择原则： 逻辑资源量 功耗 工作速度 封装形式 其它因素 * * Stratix 系列FPGA Cyclone 系列FPGA ACEX 系列FPGA FLEX 系列FPGA MAX 系列CPLD Altera主流PLD产品： * Xilinx主流PLD产品： Virtex 系列FPGA Spartan 器件系列 XC9500 XC9500XL系列CPLD * 小型PLD当前还有哪些应用场合？ CPLD发展趋势怎样？ CPLD和FPGA的布线结构具体差别在什么地方？ 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 上一节课中我们学习了半导体存储器，很古老的存储器，到现在为止，随着摩尔定律的发展，早已退出历史舞台，现在是CPLD/FPGA的天下，从理论上讲fpga/cpld可以实现任何数字的系统。那么，为什么fpga/cpld这么神奇，具备这么强大的功能呢？这还得从他的内部结构说起。 这次课是这么安排的，首先介绍一下pld基础，因为fpga/cpld都属于pld。 然后介绍fpga/cpld的结构与工作原理 接着介绍fpga/cpld的编程配制方法，fpga的下载过程叫做配置，cpld的下载过程叫做编程 最后对pld的主要供应商做个介绍，因为我们用的fpga/cpld芯片主要就是世界上2大pld最大供应商的芯片。 可以毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都可以用PLD来实现。PLD如同一张白纸，做一个数字电子系统设计，就相当于在一张白纸上画画。不同的是作画的工具是用原理图输入法，或是硬件描述语言。画画完了，还可以通过仿真软件对所做的画进行客观评价，事先验证设计的正确性。画要是画错了，可以用擦子把它擦掉，然后重画，只不过这个擦子是通过重新下载的方式实现的。使用pld做设计，可以大大缩短设计时间，降低了开发成本，减少PCB面积，提高系统的可靠性。 PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的发展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言（HDL)的进步。 早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器PROM和可编程逻辑阵列PLA。由于结构的限制,它们只能完成简单的数字逻辑功能。 其后,出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片,即可编程阵列逻辑器件(PAL), PAL能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能，只能一次性编程。 后来出现了采用了EEPROM工艺的电可擦除、电可改写GAL (Generic Array Logic), 其输出结构是可编程的逻辑宏单元,因而它的设计具有很强的灵活性,至今仍有许多人使用。 这些早期的PLD器件的一个共同特点是可以实现速度特性较好的逻辑功能,但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。 为了弥补这一缺陷, Altera 公司 20世纪80年代中期推出一种可擦除的集成密度比 GAL 高得多的可