第2章 可编程逻辑器件基础.pptVIP

1．嵌入式阵列块 2．逻辑单元 3．逻辑阵列块 4．快速通道 5．I/O单元 2.3 CPLD和FPGA的基本结构 2.3.2 FPGA的基本结构 2.4 CPLD和FPGA的比较 性能 CPLD FPGA 说明 集成规模和逻辑复杂度 规模小、逻辑复杂度低 规模大、逻辑复杂度高 FPGA用于复杂设计 CPLD用于简单设计 互联结构和连线资源 连续布线结构、布线资源有限 分段总线、长线、专用互连，布线资源丰富 FPGA布线灵活，但时序规划难，一般需要通过时序约束、静态时序分析、时序仿真等手段提高并验证时序性能 编程工艺 多为乘积项，采用EEPROM、FLASH和反熔丝等不同工艺 多为LUT加寄存器结构，采用SRAM工艺，含FLASH和反熔丝等不同工艺 编程与配置 多数基于ROM型，掉电后配置数据不丢失。通过编程器烧写ROM或通过ISP模式将配置数据下载到目标器件 多数基于RAM型，掉电后配置数据丢失，需要外挂ROM或在线编程 触发器数 少 多 FPGA更适合实现时序逻辑，CPLD更适合完成算法和组合逻辑 速度 快 慢 功耗 大 小 引脚延时 确定、可预测 不确定、不可预测 对FPGA时序约束和仿真非常重要 加密性能 可加密、必威体育官网网址性好 一般器件不可加密、必威体育官网网址性差 一些采用FLASH加SRAM工艺的新型器件，嵌入了加载FLASH及高性能的必威体育官网网址算法 成本与价格 成本低、价格低 成本高、价格高 CPLD用于低成本设计 适用场合 逻辑系统、简单的逻辑功能 数据型系统、复杂的时序功能 2.5 CPLD和FPGA的基本结构 2.5.1 Altera公司的下载电缆 1．ByteBlaster并行下载电缆 2．ByteBlasterMV并行下载电缆 3．MasterBlaster串行/USB通信电缆 4．BitBlaster串行下载电缆 2.5 CPLD和FPGA的基本结构 2.5.2 Altera公司FPGA器件的编程/配置模式 1．PS模式（被动串行模式） 下载时，将数据烧录到FPGA的配置器件EPC（专用存储器）中保存，FPGA器件每次上电时，EPC作为控制器件，把FPGA当做存储器，把数据写入到FPGA中，实现对FPGA的编程，该模式可实现对FPGA的在线编程。 2．AS模式（主动串行模式） 下载时，将数据烧录到FPGA的配置器件EPC（专用存储器）中保存，FPGA器件每次上电时，FPGA作为控制器主动对配置器件EPC发出读取数据信号，从而把EPC的数据读入FPGA，实现对FPGA的编程。 3．JTAG模式 直接将数据烧录到FPGA里，由于是SRAM，所以断电后数据丢失。JTAG标准提供了板级和芯片级的测试规范。 第二章 可编程逻辑器件基础 教学目标：通过本章知识学习，了解数字集成电路的分类和可编程逻辑器件的理论基础和发展过程；掌握可编程逻辑器件的分类和“可编程”技术的硬件实现方式；掌握可编程逻辑器件的基本结构原理；掌握CPLD和FPGA的优缺点；掌握CPLD和FPGA的编程配置技术。 2.1 可编程逻辑器件概述 2.1.1 数字集成电路的分类 2.1 可编程逻辑器件概述 2.1.2 可编程逻辑器件的理论基础 2.1 可编程逻辑器件概述 2.1.3 可编程逻辑器件的发展历程 可编程逻辑器件（PLD）可由用户通过自己编程配置各种逻辑功能，有的PLD还具有可擦除和重复编程的功能。PLD广泛应用于数字电子系统、自动控制、智能仪表等领域。 可编程逻辑器件在历史上经历了20世纪70年代出现的熔丝编程的PROM（programmable read only memory）、PLA（programmable logic array）、PAL（programmable array logic），80年代初可重复编程的GAL（generic array logic）、80年代中后期采用大规模集成电路技术的EPLD直至CPLD和FPGA。 2.1 可编程逻辑器件概述 2.1.4 可编程逻辑器件的分类 1．按集成度分类 2.1 可编程逻辑器件概述 2.1.4 可编程逻辑器件的分类 2．按结构特点分类 1）阵列型器件 这类器件是由“与阵列”和“或阵列”组成，采用了较大规模的逻辑单元，能有效的实现“与-或”形式的逻辑函数，包括低密度的PLD、EPLD和CPLD。 2.1 可编程逻辑器件概述 2.1.4 可编程逻辑器件的分类 2．按结构特点分类 2）单元型器件 这种器件采用门阵列和分段式连线结构，能有效的实现各种大规模的逻辑函数。单元型器件的连线结构是采用长度不同的集中连线线段，经过相应开关元件的编