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FPGA结构与应用资料;第五讲 简单PLD器件和CPLD器件;两种PLD: CPLD/FPGA FPGA - Field Programmable Gate Array CPLD - Complex Programmable Logic Device ;3.1 概 述;3.1.1 可编程逻辑器件的发展历程;3.1.2 可编程逻辑器件的分类;按器件结构分类：2种;按编程工艺分类：5种;4）EEPROM型器件 可多次编程，使用电擦除，电编程，较方便。如GAL，CPLD器件。 5）SRAM型器件 即SRAM查找表型的器件。如FPGA器件。 它编程速度快，器件规模大，但掉电后信息会丢失，再次上电是需要重新编程，而前面4种PLD编程信息不丢失。 6)Flash型器件 掉电后信息不丢失，而且密度可与FPGA相比，编程速度快，如Actel公司的FPGA器件;3.2 简单PLD原理;3.2.1 电路符号表示;3.2.2 PROM;3.2.2 PROM;图3-10 PROM的逻辑阵列结构;3.2.2 PROM: 与阵固定，或阵可编程，资源浪费大;3.2.3 PLA ：与阵和或阵都可编程，节省资源，但算法复杂;3.2.3 PLA;3.2.4 PAL：与阵可编程，或阵固定，算法简化了，缺点：种类多，不方便应用。;3.2.4 PAL;GAL： General Array Logic Device ①增加了输出控制逻辑OLMC， ②改进了工艺。 EPLD Erasable Programmable Logic Device;3.2.5 GAL;输出逻辑宏单元;3.2.5 GAL;3.2.5 GAL;3.2.5 GAL;3.2.5 GAL;;图3-26 MAX7000系列的单个宏单元结构;(2) 逻辑阵列块(LAB) （ 1LAB=16宏单元）;(3) 扩展乘积项： 其作用是构成比较复杂的组合逻辑和资源共享。;(4) 可编程连线阵列PIA;(5)I/O控制块;全局信号：延伸到所有资源位置的信号线，其传输性能比普通连线要好得多。 全局时钟线； 全局复位线； 全局使能线。 工作电压：决定功耗 对I/O工作电压，MAX7000器件的E、S系列为5V，A、AE系列为3.3V混合电压，B序列为2.5V混合工作电压。 ;;主要问题： FPGA结构的特点是什么？什么是查找表？ FPGA有几部分组成？ 什么是FPGA内部RAM，有什么作用？种类？ 什么是JTAG边界扫描测试？它测试什么？ JTAG插座有几个引脚？几个引脚是测试信号引脚？它们的名称和作用是什么？;▼ 查找表逻辑结构 ;;▼ 查找表逻辑结构 ; Cyclone系列器件是ALTERA公司的FPGA器件，具有典型性。 主要组成： 5个部分 逻辑单元(LE) 逻辑阵列块（LAB) 快速通道（FastTrack) I/O单元 嵌入式阵列块（EAB);cyclone内部???构;逻辑单元LE：是逻辑资源的最小单元，能够提供一个4输入查找表，一个触发器，一个进位链和一个级联链，2个输出等。;▼ Cyclone系列器件的结构与原理 ;★ LAB阵列 ;★ LVDS连接(差分信号） ; ▼ 嵌入式阵列块EAB（Embedded Array Block): 是具有寄存器功能的RAM块，由一系列的嵌入式RAM单元构成。主要用于实现RAM、ROM、FIFO或者双口RAM等功能，也可以实现其他功能。;RAM的主要信号和种类;;测试技术：用来测试设计逻辑和引脚功能的正确性; 2） JTAG边界扫描测试 1）测试对象：电路板上的集成电路芯片。 2) JTAG：即joint test action group，联合测试行动小组。 3）IEEE 1149-1990：边界扫描测试技术规范。JTAG 80年代开发。 4）边界扫描测试：BST (borad Scan Test)。符合JTAG测试规范的芯片有专门用于BST的测试引脚。 5）测试方法：发送测试信号进入芯片内，测试信号沿着边界扫描路径进行扫描，扫描时可以捕获内部逻辑信号并从输出引脚输出。 6）测试功能：能够捕获内部信号，也可以测试芯片之间的引脚连接情况。 7）测试引脚：5个，即TDI,TDO, TMS,TCK,TRST.实际使用的JTAG插座是10针（包括5个测试信号引脚和电源、地引脚）;★ 边界扫描电路结构 ;▼ JTAG边界扫描测试 ;★ 边界扫描数据移位方式 ;★ JTAG BST选择命令模式时序 ;▼ 嵌入式逻辑分析仪 ;知识要点： 4大PLD厂商：Altera, Xilinx, Lattice，ACTEL公司的FPGA和CPLD器件的系列、规模、工艺、编程方式、工作电压