第2章 EDA―― 大规模可编程逻辑器件ppt课件.ppt

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1、第2章大规模可编程逻辑器件2.1可编程逻辑器件概述2.2复杂可编程逻辑器件(CPLD)2.3现场可编程门阵列(FPGA)2.4在系统可编程(ISP)逻辑器件2.5FPGA和CPLD的开发应用选择2.1可编程逻辑器件概述PLD:用户可编程，可实现各种组合逻辑和时序逻辑的功能。编程：选择阵列中熔丝加以摧毁的过程；非熔丝型可编程器件中,指控制器件中EECMOS管或SARM单元的状态。2.1.1PLD的发展进程20世纪70年代，最早的PLDPROM—可编程只读存储器ProgrammableReadOnlyMemoryPLA—可编程逻辑阵列

2、ProgrammableLogicArray80年代初，Lattice公司推出了70年代末，AMD公司推出了PAL—可编程阵列逻辑ProgrammableArrayLogicGAL—通用阵列逻辑GenericArrayLogic80年代中期，Xinlinx公司推出了FPGA—现场可编程门阵列FieldProgrammableGateArray同时，Alteral公司推出了EPLD—可电擦除的PLDErasableProgrammableLogicDevice80年代末，Lattice公司推出了CPLD:—复杂可编程逻辑器件Comp

3、lexProgrammableLogicDevice可编程逻辑器件PLD的发展历程70年代80年代90年代PROM和PLA器件FPLA器件GAL器件FPGA器件EPLD器件CPLD器件内嵌复杂功能模块的SoPC2.1.2PLD的种类及分类方法1．从结构的复杂程度分类可编程逻辑器件PLDLDPLD（低密度PLD）HDPLD（高密度PLD）EPLDFPGAiSPPROMFPLAPALGAL简单PLD和复杂PLD(CPLD)低密度PLD和高密度PLD(HDPLD)3.从可编程特性上分类4.从可编程器件的编程元件上分类2.从互连结构上分类

4、确定型：CPLD统计型：FPGA(无法确切预知线路延时)一次可编程OneTimeProgrammable重复可编程Re-programmable熔丝型(fuse)编程器件:大电流，OTPEPROM(紫外线擦除)编程器件EEPROM(电可擦除)编程器件SRAM(静态存储器)编程器件:无限次编程与门阵列乘积项PLD主体输入电路输入信号互补输入输出函数反馈输入信号可由或阵列直接输出，构成组合；通过寄存器输出，构成时序方式输出。可直接输出也可反馈到输入输出既可以是低电平有效，又可以是高电平有效。或门阵列和项输出电路2.1.3PLD的基本结

5、构一.阵列交叉点的逻辑表示此点不可编程2.1.4PLD的表示方法1.实体连接行线和列线实实在在的连接2.可编程连接编程前此点熔丝处于接通状态3.编程后熔丝烧断此点为不连接点二.二极管与门和或门电路1.与门电路2.或门电路三.与阵列的PLD表示未编程或熔丝全部保留编程后实现的与阵列表示熔丝保留四.或阵列的PLD表示未编程或实现f=p1+p2+p3熔丝全保留实现f=P1+P3的PLD表示ABCDF2F2=B+C+DABCDF1与门和或门的表示方法固定连接编程连接F1=A•B•C×下图列出了连接的三种特殊情况:1.输入全编程，输出为0

6、。2.也可简单地在对应的与门中画叉，因此E=D=0。3.乘积项与任何输入信号都没有接通，相当与门输出为1。下图给出最简单的PROM电路图，右图是左图的简化形式。实现的函数为：固定连接点（与）编程连接点（或）（1）与固定、或编程：PROM（2）与或全编程：FPLA（3）与编程、或固定：PAL、GAL、EPLD、CPLD五.PLD的结构类型PLD基本结构大致相同，根据与或阵列是否可编程分为三类：1.与固定、或编程：（PROM）ABCBCA000001010111全译码连接点编程时,需画一个叉2.与、或全编程代表器件是PLA（Progr

7、ammableLogicArray）。在PLD中，它的灵活性最高。下图给出了PLA的阵列结构。由于与或阵列均能编程的特点，在实现函数时，所需的是简化后的乘积项之和，这样阵列规模比PROM小得多××××可编程可编程不像PROM那样与阵列需要全译码每个交叉点都可编程O1O1为两个乘积项之和由于或阵列固定，以后将只画出或门3.与编程、或固定代表器件PAL(ProgrammableArrayLogic)GAL(GenericArrayLogic)各种PLD的结构特点简单PLD被淘汰的原因阵列规模太小寄存器资源不足I/O不够灵活编程不方便由

8、此应运而生了CPLD、FPGA……六.输入缓冲器和反馈缓冲器单入双出的缓冲器单元，输出0态和1态。同极性输出端（高有效输出端）反极性输出端（低有效输出端）AAA注意与输出三态缓冲器的区别七.输出极性可编程的异或门PLD表示为电源地在PLD中为了实现