EDA 可编程逻辑器件结构与原理课件.ppt

  1. 1、本文档共65页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
EDA 可编程逻辑器件结构与原理课件

可编程逻辑器件是ASIC的一个重要分支,它是一种由用户编程以实现某种逻辑功能的新型器件,故可编程逻辑器件也称为可编程ASIC 二. PLD的基本结构和特点5.1 5.2 PLD的基本结构 典型的PLD由一个“与”门和一个“或”门阵列、输入输出电路和输出电路组成。如图所示: PLD的特点 PLD的系统设计具有如下特点:减小系统体积,增强逻辑设计的灵活性,缩短设计周期,提高系统处理速度,降低系统成本,提高系统的可靠性,系统具有加密功能。各种PLD结构特点 如表所示: 1、PLD电路的逻辑符号表示 PLD内部核心由与阵列和或阵列构成,下图为PLD输入缓冲电路表示: 2、与-或阵列 低密度PLD器件最基本的结构是与-或阵列 通过编程可改变与阵列和或阵列的内部连接,从而就能实现不同的逻辑功能 根据阵列可编程情况可将PLD器件分为:PROM/PLA/PAL/GAL GAL在输出电路中采用了可编程逻辑宏(OLMC) PLD的的编程元件 (1)熔丝型开关 横线与纵线的交叉点全是熔丝,不需要的连接的熔丝烧断,一次性编程。编程机理示意图如下: (2)反熔丝编程 各连接点不是熔丝,而是一种PLICE编程单元。如下图所示。未编程时纵线和横线间是不通的,编程时对需要连接处加上高压使其中PLICE介质击穿而短路,使该点逻辑连接。 (3)浮栅编程元件 i) 紫外线擦除、电可编程只读存储器编程 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。 ii) 电擦除、电可编程只读存储器编程 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”。它的编程和擦除是同时进行的,每编程一次,就以新的信息代替了原来的信息,整个编程时间不到1秒。 iii) 闪速型(Flash)存储单元编程 (4)基于SRAM的编程元件 SRAM是指静态随机存储器,存储单元由2个CMOS反相器和一个用于读写的MOS管传输开关组成。断电后存储器中的数据不能保存,因此每次接通电源后必须重新为存储器加载编程数据。这些编程数据一般要存放在外加的EPROM芯片中。 大多数FPGA采用基于SRAM的编程元件。 “与”阵列和“或”阵列均可编程器件 这种类型的代表器件是PLA,右图给出了PLA的阵列结构 它具有“与”和“或”阵列均能编程的特点,在实现函数时,只形成所需的乘积项,使阵列规模比输入数相同的“与”阵列固定、“或”阵列可编程的PROM小得多。 1. CPLD的基本结构及特点 CPLD在PAL、GAL基础上发展起来的阵列型高密度PLD; CPLD采用COMS EPROM/EEPROM和快闪存储器等编程工艺; CPLD由可编程逻辑宏(Logic Blocks)单元、可编程I/O单元、可编程连线阵列组成。各个逻辑方块均相似于一个简单的PLD元件,逻辑方块间的相互关系则由可编程的连线架构,将整个逻辑电路合成而成; 常见的CPLD元件:Altera公司的Max5000及Max7000系列。Cypress的Max340及Flash370系列等; 一般来说CPLD元件的可逻辑闸数(gate count)约在1000~7000 Gate 之间。 2. FPGA 的基本结构与特点 FPGA的结构特点是基于查找表技术; FPGA采用一种是基于SRAM结构,另一种是反熔丝技术的编程工艺; Altera公司的FPGA组成: 1)3种可编程电路 逻辑阵列块LAB I/O单元IOE 快速互连通道Fast Track 2)1个用于存放编程数据的SRAM CPLD和FPGA的差别与特点 1. CPLD和FPGA的差别 在结构工艺方面 1)编程工艺不同 CPLD EEPROM和FLASH/FPGA SRAM 2)逻辑单元不同 CPLD 乘积项/FPGA 查找表 3)适用不同 CPLD 组合逻辑/FPGA 时序逻辑 规模和逻辑复杂度不同 FPGA 比CPLD 复杂度高 编程和配置 CPLD EPROM和FLASH 编程次数达1万次,系统断电后信息不丢失 FPGA SRAM 任意次编程,实现快速编程实现板级和系统级的动态配置(在线重配置的PLD或可重配置硬件);但系统断电后信息丢失,每次上电需从器件外部存储器重新写入SRAM CPLD的速度要比FPGA快 CPLD的I/O引脚更多,尺寸更小 CPLD的功耗要比FPGA大, FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现 2. CPLD和FPGA的特点 CPLD更适合完成各种算法与组合逻辑,各种FPGA更适合于完成时序逻辑 。 CP

文档评论(0)

zhuwenmeijiale + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

版权声明书
用户编号:7065136142000003

1亿VIP精品文档

相关文档