第9章FPGA可编程逻辑器件.pptx

可编程逻辑器件;厂商;1。ALTERA：九十年代以后发展很快，是最大可编程逻辑器件供应商之一。主要产品有：MAX3000/7000,FLEX10K,APEX20K，ACEX1K，Stratix，Cyclone等。开发软件为QuartusII。 ;3。Lattice：Lattice是ISP技术的发明者,ISP技术极大的促进了PLD产品的发展，与ALTERA和XILINX相比，其开发工具略逊一筹。中小规模PLD比较有特色， 1999年推出可编程模拟器件。99年收购Vantis（原AMD子公司）,成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12月收购agere公司（原Lucent微电子部）的FPGA部门。主要产品有ispMACH4000，EC/ECP,XO,XP以及可编程模拟器件等 ;概 九十年代以后发展很快，最大的可编程逻辑器件供应商之一 左图：位于硅谷圣侯塞的ATERA总部;开发软件 MAX+PLUSII 普遍认为MaxplusII曾经是最优秀的PLD开发平台之一，适合开发早期的中小规模PLD/FPGA,目前已经由QuartusII替代，不再推荐使用。 QuartusII Altera新一代FPGA/PLD开发软件，适合新器件和大规模FPGA的开发，已经取代MaxplusII。 SOPC Builder :配合QuartusII，可以完成集成CPU的FPGA芯片的开发工作 DSP Builder: QuartusII与Mathlab的接口，利用IP核在Mathlab中快速完成数字信号处理的仿真和最终FPGA实现 软件下载 目前有两种免费软件可以下载： 1.MaxplusII Baseline版，支持30,000门以下所有设计,支持原理图,AHDL语言，支持波形仿真,时间分析,编程下载.约40M,目前已经不推荐使用，建议使用QuartusII Web版 2.QuartusII Web版免费下载 支持Altera绝大多数器件设计,支持原理图,HDL语言，支持波形仿真,时间分析,编程下载，和全版本的功能相差不大;Altera器件的命名 ;1. MAX Ⅱ器件;MAX Ⅱ系列上一代MAX产品相比，成本降低了一半，功耗只有其1/10，同时保持了MAX系列原有的瞬态启动、单芯片、非易失性和易用性。新的系列器件容量翻了两番，性能是上一代MAX CPLD的两倍多，使消费类、通信、工业和计算机产品的设计者能够采用MAX Ⅱ器件替代昂贵和不够灵活的小型ASIC。 MAX?Ⅱ系列器件的主要特征。 1. 成本优化的架构 传统上，CPLD由基于宏单元的逻辑阵列块(LAB)和特定的全局布线矩阵组成。这种基于宏单元的架构，随着逻辑密度的增加，布线区域呈指数增长，因此当密度大于512宏单元时，不具有高???的可升级性(见图1.1)。;;在传统的CPLD架构中，随着LAB数量的增加，布线资源指数性增长，布线资源占据了裸片面积的主导地位。而MAX?Ⅱ CPLD架构中，随着LAB数量的增加，布线仅呈线性增长，因而可获得更多的裸片面积。 新型MAX Ⅱ CPLD架构包括基于LUT的LAB阵列、非易失性Flash存储器块和JTAG控制电路(见图1.2)。;;2 低功耗 MAXⅡ器件是动态功耗较低的CPLD。图1.3给出了MAXⅡ和上一代MAX器件之间的功耗对比。 ;3 高性能 MAXⅡ器件支持高达300MHz的内部时钟，可为用户提供更高的系统级性能。与以前的MAX 7000A系列相比，MAX?Ⅱ器件内部性能提高了两倍。 ;5. 实时在系统可编程能力(ISP) MAX?Ⅱ器件支持实时在系统可编程(ISP)，允许用户编程正在工作的器件。这个功能使得用户可以快速地进行现场产品升级，而无须将设备断电之后再重新进行初始化配置。 MAX Ⅱ器件中，将Flash配置块和可编程逻辑块分离，使得实时ISP成为可能。新的设计能够直接下载到器件中，也可以等到下一个上电循环的时候再加载。有了实时ISP功能，MAX?Ⅱ器件可以快速升级，不会因为系统停止运行或派遣人员去现场升级而产生昂贵的费用。 ;使用实时ISP功能的第一步是通过一个确定的或者远程的连接(例如一个电话调制解调器或一个以太网连接)，将编程比特流发送给应用系统(见图1.9)，然后远程升级系统通过JTAG端口将数据发送给配置Flash存储器并存储起来。 在下载的过程中，用户Flash存储器、可编程逻辑以及I/O管脚依然在工作状态，保持正常运行不受干扰。I/O管脚工作不受干扰的意思是指所有的管脚仍然处在已知的工作状态，升级过程不会引入任何毛刺干扰。在系统保持运行的前提下，新的编程比特流可以在任何时候下载到配置Flash存储器中。 ;; 下载后的新比特流可以立即更新可编程逻辑(见图