三明学院EDA第三章 可编程逻辑器件.ppt

数字电路课程的回顾 布尔函数－－数字系统数学基础（卡诺图） 数字电路设计的基本方法 组合电路设计 问题?逻辑关系?真值表?化简?逻辑图 时序电路设计 列出原始状态转移图和表?状态优化?状态分配?触发器选型?求解方程式?逻辑图 使用中、小规模器件设计电路（74、54系列） 编码器（74LS148） 译码器（74LS154） 比较器（74LS85） 计数器（74LS193） 移位寄存器（74LS194） ……… 设计方法的局限 卡诺图只适用于输入比较少的函数的化简。 采用“搭积木”的方法进行设计。必须熟悉各种中小规模芯片的使用方法，从中挑选最合适的器件，缺乏灵活性。 设计系统所需要的芯片种类多，且数量很大。 采用中小规模器件的局限 电路板面积很大，芯片数量很多，功耗很大，可靠性低－－提高芯片的集成度 设计比较困难－－能方便地发现设计错误 电路修改很麻烦－－提供方便的修改手段 3.1 可编程逻辑器件PLD简介 现在，FPGA和CPLD器件的 应用已十分广泛，它们随着 EDA技术的发展已成为电子 设计领域的重要角色。 FPGA（Field Programmable Gate Array） 现场可编程门阵列 CPLD（Complex Programmable Logic Device） 复杂可编程逻辑器件 目前主要有两大类型: 第3章 可编程逻辑器件 国际上生产PLD的主流公司，并且在国内占有市场份额较大的主要是Xilinx，Altera，Lattice三家公司。 ISP－PLD器件有ispLSI－1000、ispLSI－2000、ispLSI－3000、ispLSI－6000系列等 CPLD器件有FLEX6000、FLEX8000、FLEXl0K FLEXl0KE、FLEX3K30、FLEX3K50系列等 FPGA器件有XC2000、XC3000、XC4000、XC4000E、XC4000XLA、XC5200系列等 产品 集成度可多达25000个PLD等效门 Lattice 提供门数为5000～500000 Altera 可用门数为1200～18000 Xilinx 可用门数 公司 第3章 可编程逻辑器件 3. PLD的典型产品? 1）Altera公司提供的通用PLD系列产品的主要性能见下表。 - 20 48 48 EPROM EPl810 Classic - l 64 192 EPROM EPM5192 MAX5000 20480 10 172 160 SRAM/ FLASH EPX8160 FLASHlogic - 10 160 256 EEPROM EPM7256 MAX7000 - 12 212 560（772） EEPROM EPM9560 MAX9000 - 3 360 4032（4656） SRAM EPF8050 ELEX8000 24576 4 406 4992（5392） SRAM EPFl0K10 ELEX10K 540k 4 780 42240 SRAM EP20K1000E APEX20K RAM/位 速度等级/ns 最大用户（I/O）/个 逻辑单元（FF）/个 配置单元 代表产品① 系列 ① 代表产品是该系列中密度最大或速度最快的一种。 2）Xilinx公司在1985年推出了世界第一块现场可编程门阵列（FPGA）器件，后又推出许多品种，其中还有三个CPLD系列产品：XC7200、XC7300和XC9500。它提供的通用PLD系列产品的主要性能见下表。 — 180 24 10 288 288 6.4k XC95288 XC9500 — 156 24 7 234 144 2.8k XC73144 XC7300 — 72 8 15 126 71 2.0k XC7272A XC7200 — 208 24 1 1344 2688 8.1 k～9.4k XC8109 XC8100 262k 512 8 16～384 16～384 64k～100k XC6264 XC6200 — 244 8 4 1936 484 14k～18k XC5215 XC5200 73718 384 12 2 5276 1304 62k～130k XC4063EX XC4000 — 176 8 0.9 1320 484 6.5k～7.5k XC3195/A XC3100 — 144 4 6 928 320 5.0k～6.0k XC3090 XC3000 — 74 4 10 172 100 1.0k～1.5k XC2018L XC2000 RAM/位 最大用户/个 驱动能力/mA 速度等级/ns 逻辑单元（F