EDA技术与VHDL第2章PLD硬件特性与编程技术.pptx

EDA技术与VHDL;2.1PLD概述;可编程逻辑器件PLD：

PLD是做为一种通用集成电路生产的，他的逻辑功能按照用户对器件编程来搞定。一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。

分类

目前使用的PLD产品主要有：1、现场可编程逻辑阵列FPLA（fieldprogrammablelogicarray);2、可编程阵列逻辑PAL（programmablearraylogic);3、通用阵列逻辑GAL（genericarraylogic);4、可擦除可编程逻辑器件EPLD（erasableprogrammablelogicdevice);5、现场可编程门阵列FPGA（fieldprogrammablegatearray)。其中EPLD和FPGA的集成度比较高。有时又把这两种器件称为高密度PLD。;发展历程

早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可擦除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)三种。由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。

其后，出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即可编程逻辑器件，能够完成各种数字逻辑功能。典型的PLD由一个“与”门和一个“或”门阵列组成，而任意一个组合逻辑都可以用“与一或”表达式来描述，所以，PLD能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能。这一阶段的产品主要有PAL和GAL。PAL由一个可编程的“与”平面和一个固定的“或”平面构成，或门的输出可以通过触发器有选择地被置为寄存状态。PAL器件是现场可编程的，它的实现工艺有反熔丝技术、EPROM技术和EEPROM技术。还有一类结构更为灵活的逻辑器件是可编程逻辑阵列(PLA)，它也由一个“与”平面和一个“或”平面构成，但是这两个平面的连接关系是可编程的。PLA器件既有现场可编程的，也有掩膜可编程的。在PAL的基础上，又发展了一种通用阵列逻辑GAL，;GAL16V8,GAL22V10等。它采用了EEPROM工艺，实现了电可擦除、电可改写，其输出结构是可编程的逻辑宏单元，因而它的设计具有很强的灵活性，至今仍有许多人使用。这些早期的PLD器件的一个共同特点是可以实现速度特性较好的逻辑功能，但其过于简单的结构也使它们只能实现规模较小的电路。??了弥补这一缺陷，20世纪80年代中期Altera和Xilinx分别推出了类似于PAL结构的扩展型CPLD和与标准门阵列类似的FPGA，它们都具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。这两种器件兼容了PLD和通用门阵列的优点，可实现较大规模的电路，编程也很灵活。与门阵列等其它ASIC相比，它们又具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用门阵列、PLD和中小规模通用数字集成电路的场合均可应用FPGA和CPLD器件。

;2.1.1PLD发展历程;2.1.2PLD的分类;2.1.2PLD分类;2.2低密度PLD可编程原理;2.2.1电路符号表示;2.2.2PROM;2.2.2PROM;2.2.2PROM;2.2.2PROM;2.2.2PROM;2.2.2PROM;2.2.3PLA;2.2.3PLA;2.2.4PAL;图2-17一种PAL16V8的部分结构图;2.2.5GAL;2.3CPLD的结构与可编程原理;图2-19MAX7128S的结构;2．宏单元;3．扩展乘积项;3．扩展乘积项;4．可编程连线阵列(PIA);5．I/O控制块;2.4.1查找表逻辑结构;2.4.1查找表逻辑结构;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理;图2-33LUT链和寄存器链的使用;图2-34LVDS连接;2.5硬件测试技术;2.5.2JTAG边界扫描测试;2.6FPGA/CPLD产品概述;2.6FPGA/CPLD产品概述;2.6FP