fpgaEDA1章节.ppt

三大部分： I/O块，FB（功能块）和互连矩阵。 组成 特点 CPLD延伸出2个发展趋势：可擦除PLD和现场可编程门阵列FPGA。 CPLD是由PAL或GAL发展而来，是由可编程逻辑的功能块围绕一个位于中心和延时固定的可编程互连矩阵构成。 不采用分段互连方式，具有较大的时间可预测性。 采用EEPROM工艺 2. 现场可编程门阵列——FPGA FPGA——Field Programmable Gate Array FPGA内部结构 可编程I/O 可编程单元 可编程布线 FPGA现场可编程门阵列通常由布线资源围绕的可编程单元（或宏单元）构成阵列，又由可编程I/O单元围绕阵列构成整个芯片。 可编程逻辑功能块CLB 实现用户功能的基本单元。 可编程I/O单元 完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口，常分布在CLB的四周 可编程互连PI 采用SRAM工艺 包括各种长度的连线和可编程连接开关，将逻辑块与输入/输出块连接起来，构成特定的电路 3.FPGA/CPLD比较/选择/产家 逻辑块粒度不同 FPGA逻辑单元粒度小，集成度高；CPLD逻辑块大。因此，FPGA集成度一般比CPLD高。 互连结构不同 CPLD是集总式的开关互连，延时相等。而FPGA是分布式的，延时不可预测。 生产工艺不同 CPLD一般是EEPROM工艺，FPGA则是采用SRAM工艺的，因此，FPGA一般需要外挂配置芯片工作，而CPLD则不要。 FPGA/CPLD选择 速度与性能 逻辑利用率 延时可预测性 设计可更改性 配置芯片 功耗 价格/货源 FPGA/CPLD厂家 新一代FPGA/PLD开发软件，适合新器件和大规模FPGA的开发，将逐步取代MaxplusII。 一种最优秀的PLD开发平台之一，适合开发中小规模PLD/FPGA。 开发软件 MAX+PLUSII QuartusII HDL综合工具 MaxplusII Advance Synthsis：语言综合工具。 SOPC Builder：配合QuartusII，完成集成CPU的FPGA芯片的开发工作。 DSP Builder：QuartusII与Matlab的接口，利用IP核在Matlab中快 速完成数字信号处理的仿真和最终FPGA实现 主流芯片 5v/3.3vEEPROM工艺PLD（CPLD），是Altera公司销量最大的产品，已生产5000万片，从32个到1024个宏单元。 MAX3000A是Altera公司99年推出的3.3v 低价格EEPROM工艺PLD，从32个到512个宏单元，结构与MAX7000基本一样。 MAX7000/MAX3000 FLEX10K是98年推出的2.5v的SRAM工艺 PLD（FPGA），从3万门到25万门，主要有10K30E,10K50E,10K100E,带嵌入式存储块（EAB） 10KE目前也已使用较少，逐渐被ACEX1K和Cyclone取代。ACEX1K是2000年推出的2.5v低价格SRAM工艺PLD，结构与10KE类似，带嵌入式存储块（EAB）部分型号带PLL，主要有1K10,1K30,1K50,1K100。 FLEX10K/ACEX1K Altera必威体育精装版一代SRAM工艺大规模FPGA，集成硬件乘加器，芯片内部结构比Altera以前的产品有很大变化。 Stratix Verilog编写的一个32位/16位可编程CPU核，可以集成到各种FPGA中，Altera提供免费开发软件用于软件和硬件开发 Cyclone（飓风） Altera必威体育精装版一代SRAM工艺中等规模FPGA，与Stratix结构类似，是一种低成本FPGA系列，配置芯片也改用新的产品。 Stratix GX Mercury的下一代产品，基于Stratix器件的架构，集成3.125G高速传输接口，用于高性能高速系统设计。 Nois软处理器 代理商 Altera在中国地区代理商是骏龙科技和艾睿电子。 FPGA的发明者，老牌PLD公司，是最大可编程逻辑器件供应商之一。99年Xilinx收购了Philips的PLD部门。 ISE 开发软件 Xilinx公司必威体育精装版的集成开发的工具 Xilinx公司早期的开发工具，逐步被ISE取代。 Foundation ISE Webpack Xilinx提供的免费开发软件，功能比ISE少一些，可以从Xilinx网站下载。 Web Fitter 一个免费的在线开发工具，无需安装，可以开发小规模CPLD。 主流芯片 XC9500 Flash工艺PLD，分XC9500 5V器件、XC9500XL 3.3V器件和XC9500XV 2.5V器件。 * 主讲：聂明新 教授 Email: niemx@ 教材及参考文献 《EDA技术与应用》