可编程逻辑器件的工作原理及应用教学课件.ppt

* * CPLD： (Complex Programmable Logic Device)复杂 的可编程逻辑器件。 专指那些集成规模大于1000门以上的可编程 逻辑器件。 ROM型器件停电数据可保存。 FPGA：(Field Programmable Gate Array)现场可编程 门阵列。 它是一种由掩膜可编程门阵列和可编程逻辑器 件两者演变而来的通用型用户可编程器件。 RAM型器件停电数据不可保存，须与存储器 连用。 CPLD 可编程逻辑宏单元LMC，Logic Macro Cell（结构较复杂） 复杂的I/O控制块（完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口） 逻辑单元之间采用连续式互连结构（固定长度的金属线） 内部延时时间固定，可预测 FPGA 可编程逻辑功能块（实现用户功能的基本单元） 可编程I/O块（完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口） 逻辑单元之间采用分段式互连结构（不同长度的金属线） 内部延时时间不固定，预测性差 6.2.2 CPLD/FPGA的特点 1、基本结构 CPLD FPGA 集总式互连 分布式互连 CPLD EPROM EEROM FLASH FPGA 反熔丝（Actel） RAM（Xillinx） 2、编程工艺 CPLD FPGA 集成规模 小（最大数万门） 大（最高达百万门） 单元粒度 大（PAL结构） 小（PROM结构） 互连方式 集总总线 分段总线、长线、专用互连 编程工艺 EPROM、EEROM、Flash SRAM 编程类型 ROM型 RAM型，须与存储器连用 3、器件规模 ALTERA FPGA： FLEX系列：10K、10A、10KE，EPF10K30E APEX系列：20K、20KE EP20K200E ACEX系列：1K系列 EP1K30、EP1K100 　STRATIX系列：EP1系列 EP1S30、EP1S120 CPLD： MAX7000/S/A/B系列：EPM7128S MAX9000/A系列 FPGA： XC3000系列， XC4000系列， XC5000系列 Virtex系列 SPARTAN系列：XCS10、XCS20、XCS30 CPLD： XC9500系列：XC95108、XC95256 XILINX 4、 FPGA/CPLD生产商 LATTICE VANTIS （AMD） ispLSI系列：1K、2K、3K、5K、8K ispLSI1016 、ispLSI2032、 ispLSI1032E、ispLSI3256A MACH系列 ispPAC系列： 其它PLD公司： ACTEL公司： ACT1/2/3、40MX ATMEL公司：ATF1500AS系列、40MX CYPRESS公司： QUIKLOGIC公司： CPLD： SO MUCH IC！ FPGA CPLD 输入/输出单元 互连资源 逻辑块 5、可编程逻辑器件结构示意图 现在一般把所有超过某一集成度（如1000门以上）的PLD器件都称为CPLD。 CPLD由可编程逻辑的功能块围绕一个可编程互连矩阵构成。由固定长度的金属线实现逻辑单元之间的互连，并增加了I/O控制模块的数量和功能。可以把CPLD的基本结构看成由可编程逻辑阵列（LAB）、可编程I/O控制模块和可编程内部连线（PIA）等三部分组成。 6.2.3 CPLD的结构和基本原理 LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB LAB I/O控制模块 P I A 可编程逻辑阵列又若干个可编程逻辑宏单元（Logic Macro Cell，LMC）组成， LMC内部主要包括与阵列、或阵列、可编程触发器和多路选择器等电路，能独立地配置为时序或组合工作方式。 1、可编程逻辑阵列（LAB） A B C D P ( 乘积项 ) A C D P = A · C · D A B C D F （ 或项 ） F = A + B + D A B D CPLD的I/O单元（