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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 * VHDL与可编程器件 总学时：32 学分：2 理论学时：16 实验学时：16 4个基础(8学时)，2个系统设计(8学时) 教学安排 教材及参考文献 《EDA技术与应用》 电子工业出版社 ，江国强编著 《VHDL实用教程》 电子科技大学出版社，潘松主编 《 PLD在电子电路设计中的应用》 清华大学出版社 ，江国强编著 《CPLD/FPGA的开发与应用》 电子工业出版社，徐志军主编 其他可编程器件方面的教材、文章等。 相关网址 本课程学习方法小议 本课程前期基础课程是数字电路等课程 这方面掌握不够理想的请自己重新复习。 本课程是一门实践性、应用性很强的学科 努力学好课堂知识的同时，更要培养动手能力。 硬件/软件同样重要，不可偏废 硬件是基础，软件是外表及思想。 预习、听课、查阅资料、作业、实验环节都重要 掌握科学的学习方法。 （可编程逻辑器件基础） 第一章 电子设计自动化概述 第一节 EDA技术概述 自20世纪60年代以来，数字集成电路已经历了从SSI、MSI到LSI、VLSI的发展过程。20世纪70年代初以1K位存储器为标志的大规模集成电路（LSI）问世以后，微电子技术得到迅猛发展，集成电路的集成规模几乎以平均每1～2年翻一番的惊人速度迅速增长。 标准逻辑器件 微处理器与微控制器 目前，有以下三种集成逻辑器件可供选用： 包含：TTL74/54系列和CMOS4000/4500/74HC系列的器件。 特点：中、小规模集成电路、速度快、型号系列齐全、厂家 众多、价格便宜。 不足：实现复杂的逻辑功能时，电路庞大、连线增多、可靠 性降低。 特点