三明学院EDA 第三章_FPGACPLD结构与应用.ppt

第三章 可编程逻辑器件 3.3 高密度可编程逻辑器件 3.3.1 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 3.3.2 现场可编程门阵列（FPGA） 3.3.3 CPLD与FPGA的比较 3.3.4 CPLD与FPGA产品概述 3.4 边界扫描测试技术（ JTAG ） 3.5 CPLD与FPGA的编程与配置 CPLD/FPGA的结构分类 对于高密度PLD产品，按结构一般可分为： 基于乘积项（Product-Term）技术、EEPROM（或Flash Memory）存储工艺的CPLD 基于查找表（Look-Up table）技术、SRAM存储工艺的FPGA。 CPLD集成度相对小一点，多用于2万门规模以下的设计，适合实现较复杂的组合逻辑，如编、译码设计。 FPGA集成度较高，内部触发器多，多用于1万门以上的大规模系统设计，适合做复杂的时序逻辑设计，如数字信号处理和各种算法。 采用这种结构的PLD芯片有： Altera的MAX7000,MAX9000,MAX3000系列 （E2PROM工艺）,Xilinx的XC9500系列（Flash工艺）和Lattice,Cypress的大部分产品 （E2PROM/ Flash工艺） 这种CPLD的基本结构如下所示: （以MAX7000结构组成为例，其他型号CPLD的结构与此非常相似）。 CPLD内部结构（Altera的MAX7000S系列） 第三章 可编程逻辑器件 3.3 高密度可编程逻辑器件 3.3.1 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 3.3.2 现场可编程门阵列（FPGA） 3.3.3 CPLD与FPGA的比较 3.3.4 CPLD与FPGA产品概述 3.4 边界扫描测试技术（ JTAG ） 3.5 CPLD与FPGA的编程与配置 FPGA原理：查找表 采用查找表结构的PLD称为FPGA 如altera的ACEX,APEX系列,xilinx的Spartan,Virtex系列等。 查找表（Look-Up-Table)简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。 FPGA中 用 4输入的LUT 每一个LUT相当于 一个有4位地址线的16x1的RAM。 一个N输入LUT可以实现N个输入变量的任何逻辑功能，如 N输入“与”、 N输入“异或”等。 查找表实例 4输入查表表的例子 LUT的工作过程 用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路 PLD/FPGA开发软件计算逻辑电路的所有可能的结果（代码），并把结果事先写入RAM 输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。 2、快速通道 FastTrack 第三章 可编程逻辑器件 3.3 高密度可编程逻辑器件 3.3.1 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 3.3.2 现场可编程门阵列（FPGA） 3.3.3 CPLD与FPGA的比较 3.3.4 CPLD与FPGA产品概述 3.4 边界扫描测试技术（ JTAG ） 3.5 CPLD与FPGA的编程与配置 CPLD与FPGA的类似之处 CPLD与FPGA在很大程度上具有类似之处，概括起来，可以认为它们都是由以下三部分共同组成： （1）输入/输出单元。 （2）二维逻辑块阵列，是PLD器件的逻辑组成的核心 （3）用于连接逻辑块的互连资源，其中可以是各种长度的连线线段，也可以是一些可编程的连接开关，通常用来连接逻辑块之间、逻辑块与输入/输出块之间的连线。 对用户而言，CPLD与FPGA的内部结构虽有不同，但使用方法基本一样。所以在多数情况下无需加以区分。 CPLD vs FPGA CPLD vs FPGA CPLD vs FPGA CPLD vs FPGA 第三章 可编程逻辑器件 3.3 高密度可编程逻辑器件 3.3.1 复杂可编程逻辑器件（CPLD） 3.3.2 现场可编程门阵列（FPGA） 3.3.3 CPLD与FPGA的比较 3.3.4 CPLD与FPGA产品概述 3.4 边界扫描测试技术（ JTAG ） 3.5 CPLD与FPGA的编程与配置 Lattice公司的PLD器件综述 主流PLD产品 MachXO: ispMACH4000V/B/C/Z 主流FPGA产品： LatticeEC/ECP： LatticeXP: 数模混合产品 ispPAC ispPAC－Power Xilinx公司的PLD器件综述 主流PLD产品 XC9500；XC9500XL/XV: CoolRunner-II： 主流FPGA产品 Spartan IIE； Spartan II； Spartan Spartan-3/3L； Spartan-3E： Virtex-II pro； Virtex-4； Virtex-