微电子概论（第3版）课件5-4-3专用集成电路设计方法-可编程逻辑设计方法 .pptx

IntroductiontoMicroelectronicsThirdEdition《微电子概论》（第3版）郝跃贾新章史江一

5.4.2半定制实现方式5.4专用集成电路实现方式5.4.1全定制实现方式目录5.4.3可编程逻辑实现方式

2EPLD和CPLD5.4.3可编程逻辑实现方式目录3FPGA1PAL和GAL

概述优点：货架产品，可以直接购买器件，市场投放快，小批量成本低；多数可多次编程，修改成本低可编程逻辑器件是由器件提供商完成器件的设计与加工，由用户通过编程互连开关完成器件功能定义的集成电路。分类：PLD（PROM、EPROM、PLA、PAL、GAL）FPGA（现场可编程门阵列）缺点：非针对性给定目标的设计，PPA较差

1.PAL和GALPAL：ProgrammableArrayLogic，与PLA类似，采用与门阵列、或门阵列构成，PLA通过基于母片进行金属化布线实现逻辑功能，PAL采用熔丝实现连线定义PAL连线实例(D=A?B)PAL16L8结构

1.PAL和GALGAL：GateArrayLogic，第二代PAL，采用可编程IO结构提升灵活性；采用浮栅工艺，增加编程次数输出逻辑宏单元（OLMC）结构或门：乘积项之和触发器：记忆（保存结果）4个Mux：PTMUX，控制与阵列乘积项；TSMUX，输出选通；FMUX，选择反馈来源；OMUX，输出选择

1.PAL和GALGAL：GateArrayLogic，第二代PAL，采用可编程IO结构提升灵活性；采用浮栅工艺，增加编程次数输出逻辑宏单元（OLMC）结构GAL16V8结构

2.EPLD和CPLDEPLD：ErasableProgrammableLogicDeviceCPLD：ComplexProgrammingLogicDevice，把更多类似PAL的功能块和互连开关集成在同一颗芯片AT22V10中的OLMC结构采用CMOS和UVEPROM/FLASH制造，集成度比GAL高得多可多次编程，编程信息断电不丢失采用连续式布线结构，延迟可预测基于逻辑块编程安全性好

3.FPGAFPGA：FieldProgrammableGateArray，由不同功能块构成的阵列，功能块之间通过可编程逻辑开关连接，形式上类似门阵列FPGA结构组成：可编程输入输出单元可编程逻辑单元嵌入式存储块布线资源嵌入式功能单元（DSP等）IP核（ARMM/R/A、SerDes、HSSL）等

3.FPGAFPGA开发流程FPGA是一种半定制集成电路，遵循集成电路设计基本方法与流程FPGA器件完成了工艺制造的所有过程，客户通过编程定制逻辑开关互连来定义器件功能逻辑开关的定义通过下载文件（比特流文件）来实现

3.FPGAFPGA典型结构NX抗辐照FPGA架构A/XFPGA架构

小结半定制实现方式比较ASIC实现方式全定制方式半定制方式标准单元门阵列门海FPGAeASICeFPGAFFSA全套版图定制，cell复用全套版图定制，cell定制部分互连线版图定制，母片复用互连线可编程，母片复用，无需版图设计