可编程逻辑器件new

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1、可编程逻辑器件(PLD)出现于20世纪70年代，是一种半定制逻辑器件，它给数字系统的设计带来了革命性的变化。它大致经历了从PROM、PLA、PAL、GALEPLD、FPGA和CPLD的发展过程。FPGA和CPLD是这项技术按其内部结构不同延伸出的两个分支。一般来说是把基于乘积项技术、FLASH(类似E2PROM工艺)工艺的PLD称为CPLD，把基于查找表技术、SRAM工艺，要外挂配置E2PROM的PLD称为FPGA。与其他可编程逻辑器件相比，FPGA和CPLD在结构工艺集成度、功能速度和灵活性方面都有很大的改进和提高。进入20世纪90年代后，由于半导体工艺技术的发展，以FPG

2、A和CPLD为代表的可编程逻辑器件逐渐成为微电子技术发展的主要代表产品方向之一。1)FPGA：即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性能。这些先进的器件还提供诸如内建的硬连线处理器、大容量存储器、时钟管理系统等特性，并支持多种最新的超快速器件至器件信号技术。2)CPLD：CPLD即复杂可编程逻辑器件，是一种比PLD复杂的逻辑元件。CPLD是一种用户根据

3、各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。与FPGA相比CPLD提供的逻辑资源少得多，但是CPLD提供了非常好的可预测性，因此对于关键的控制应用非常理想。而且如XilinxCoolRunnerTM系列CPLD器件需要的功耗极低，并且价格低廉，从而使其对于成本敏感、电池供电的便携式应用(如移动电话和数字手持助理)非常理想。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送。1.FPGA和CPLD的对比尽管FPGA和CPLD都是可编程ASIC器件，有很多共同点，但由于CPLD和FPGA结构上的差异，具有各

4、自的特点：1)FPGA是细粒结构，这意味着每个单元间存在细粒延迟。如果将少量逻辑紧密排列在一起,FPGA的速度相当快。然而，随着设计密度的增加，信号不得不通过许多开关，路由延迟也快速增加，从而削弱了整体性能。FPGA是“寄存器丰富”型(即其寄存器与逻辑门的比例高)。而CPLD正好相反，它是粗粒结构，是“逻辑丰富”型，这意味着进出器件的路径经过较少的开关，相应地延迟也小。因此，与等效的FPGA相比，CPLD可工作在更高的频率，具有更好的性能。2)CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀和可预测的，而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性；3)CPLD比FPGA使

5、用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术，无需外部存储器芯片，使用简单。而FPGA的编程信息需仔放在外部存储器上，使用方法复杂；4)FPGA的集成度比CPLD高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现；5)一般1青况下，CPLD的功耗要比FPGA大，且集成度越高越明显；6)CPLD的速度比FPGA快，并日．具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程，并且CLB之间采用分布式互联，而CPLD是逻辑块级编程，并且其逻辑块之间的互联是集总式的；7)CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑，FPGA更适合于完成时序逻辑。换句话说，FPGA更适合于触发器丰富的结构

6、，而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。8)FPGA在编程上比CPLD具有更大的灵活性。CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程，FPGA主要通过改变内部连线的布线来编程；FPGA可在逻辑门下编程，而CPLD是在逻辑块下编程；1)在编程方式上，CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存储器编程，编程次数可达1万次，优点是系统断电时编程信息也不丢失。FPGA大部分是基于SRAM编程，编程信息在系统断电时丢失，每次上电时，需从器件外部将编程数据重新写入SRAM中。其优点是可以编程任意次，可在工作中快速编程，从而实现板级和系统级的动态配置；(10)CPLD保密性好

7、，FPGA保密性差。总之，CPLD与FPGA由于各自的特点与优势，使得‘二者在可编程逻辑器件技术的竞争巾并驾齐驱，成为两支领导可编程器件技术发展的主要力量。在选择CPLD还是FPGA时，可根据不同的技术要求和设计环境做出最佳选择。1.FPGA技术应用领域1)FPGA技术在数字信号处理应用中的地位信号与信息处理学科是信息科学的重要组成部分已渗透到科学研究、技术开发、工业生产、国防和国民经济的各个领域，取得了丰硕的成果。信号处理的主要功能在于通过对被测信号在时域或变换域的特性进行分析、处理，能使