CPLD技术及其应用1.ppt

李登峰主要内容一、什么是CPLD？现场可编程门阵列:FPGA
(FieldProgrammableGateArray)1、集成度高，可以替代多至几千块通用IC芯片
2、极大减小电路的面积，降低功耗，提高可靠性
3、具有完善先进的开发工具
4、提供语言、图形等设计方法，十分灵活
5、通过仿真工具来验证设计的正确性
6、可以反复地擦除、编程，方便设计的修改和升级
7、灵活地定义管脚功能，减轻设计工作量，缩短系统开发时间
8、保密性好三、可编程逻辑器件的发展历史4、完善：为了弥补这一缺陷，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(ComplexProgrammab1eLogicDvice)和与标准门阵列类似的FPGA(FieldProgrammableGateArray)，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。四、FPGA/CPLD概述www.altera.com
最大的PLD供应商之一
www.xilinx.com
FPGA的发明者，最大的PLD供应商之一
www.latticesemi.com
ISP技术的发明者
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2、PLD器件的分类－－按集成度PLD器件的分类－－按编程工艺3、FPGA与CPLD的区别FPGA采用SRAM进行功能配置，可重复编程，但系统掉电后，SRAM中的数据丢失。因此，需在FPGA外加EPROM，将配置数据写入其中，系统每次上电自动将数据引入SRAM中。CPLD器件一般采用EEPROM存储技术，可重复编程，并且系统掉电后，EEPROM中的数据不会丢失，适于数据的保密。FPGA器件含有丰富的触发器资源，易于实现时序逻辑，如果要求实现较复杂的组合电路则需要几个CLB结合起来实现。CPLD的与或阵列结构，使其适于实现大规模的组合功能，但触发器资源相对较少。FPGA为细粒度结构，CPLD为粗粒度结构。FPGA内部有丰富连线资源，CLB分块较小，芯片的利用率较高。CPLD的宏单元的与或阵列较大，通常不能完全被应用，且宏单元之间主要通过高速数据通道连接，其容量有限，限制了器件的灵活布线，因此CPLD利用率较FPGA器件低。FPGA为非连续式布线，CPLD为连续式布线。FPGA器件在每次编程时实现的逻辑功能一样，但走的路线不同，因此延时不易控制，要求开发软件允许工程师对关键的路线给予限制。CPLD每次布线路径一样，CPLD的连续式互连结构利用具有同样长度的一些金属线实现逻辑单元之间的互连。连续式互连结构消除了分段式互连结构在定时上的差异，并在逻辑单元之间提供快速且具有固定延时的通路。CPLD的延时较小。4、FPGA与CPLD的共同点5、PLD的命名特殊功能的管脚
电源脚VCC和GND，VCC一般分为VCCINT和VCCIO两种
JTAG管脚：实现在线编程和边界扫描
配置管脚（FPGA）：用于由EEPROM配置芯片
信号管脚
专用输入管脚：全局时钟、复位、置位
可随意配置其功能为：输入、输出、双向、三态五、FPGA/CPLD结构原理初步2、PLD的逻辑符号表示方法3、PROM结构用PROM实现组合逻辑电路功能4、PLA结构5、PAL结构GAL器件与PAL器件的区别在于用可编程的输出逻辑宏单元（OLMC）代替固定的或阵列。可以实现时序电路。GAL器件的OLMCOutputLogicMacroCell7、CPLD内部结构（Altera的MAX7000S系列）宏单元内部结构可编程的I/O单元可编程连线阵列内部结构称为LCA（LogicCellArray）由三个部分组成：
可编程逻辑块（CLB）
可编程输入输出模块（IOB）
可编程内部连线（PIC）LE的内部结构查找表的基本原理1查找表的基本原理2FPGA中的嵌入式阵列（EAB）六、CPLD和FPGA的选用七、ALTERA系列CPLD简介八、CPLD的开发工具九、FPGA/CPLD的开发流程1、设计输入2、设计处理3、模拟仿真4、在系统编程技术ISP－－InSystemProgram5、边界扫描测试技术BST－－BoundaryScanTest