PLD与数字系统设计3.ppt

《PLD与数字系统设计3.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、PLD与数字系统设计(3)中国科学技术大学电子科学与技术系主讲教师：李辉12MAX系列可编程逻辑器件原理MAX系列器件基于高性能EEPROM工艺，采用了第二代的多阵列矩阵结构。MAX7000S系列可以通过内建的JTAG接口进行在系统编程。MAX7000系列包括如下的组成部分：逻辑阵列单元(Logicarrayblocks)宏单元(Macrocells)，多个宏单元组成一个逻辑阵列单元扩展乘积项(Expanderproductterms)可编程互联阵列(Programmableinterconnectarray)I/O控制单元(I/Ocontrolblocks)3MAX7000系列的结

2、构4宏单元宏单元由3个功能模块组成：逻辑阵列，乘积项矩阵，可编程寄存器。宏单元可以被单独的配置形成时序逻辑或者是形成组合逻辑功能。5宏单元6扩展乘积项对于比较复杂的逻辑功能需要额外的乘积项，允许在同一个LAB当中通过共享乘积项或者是以并联乘积项的方式给相邻的宏单元提供额外的乘积项。每一个LAB有16个共享扩展，每一个共享扩展可以被LAB当中的任何一个或者是全部的宏单元使用和共享，用来构造复杂的逻辑功能。7扩展乘积项8可编程互联阵列（PIA）EEPROM单元控制2输入“与”门的一个输入端，选择驱动LAB的PLA信号。9I/O控制单元I/O控制单元通过可编程使I/O引脚配置成输入、输出、

3、三态输出和双向工作方式。10FLEX系列可编程逻辑器件原理FLEX10K系列器件是基于可重复配置的CMOS+SRAM技术，为灵活的逻辑单元阵列(FlexibleLogicElementMatriX:FLEX)结构。芯片加电时，保存配置信息的“串行结构”的EPROM向FLEX10K系列器件提供配置信息，或由系统控制器对FLEX10K系列器件提供配置信息。11FLEX系列可编程逻辑器件原理FLEX10K系列器件主要由嵌入式阵列单元（EAB）、逻辑阵列单元（LAB）、快速行列互联通道(FastTrack)和可编程I/O单元（IOE）组成。嵌入式阵列单元提供了大量的存储单元，可以用来实现不同

4、存储器的功能、宽数据通道的交换和数字信号处理等复杂逻辑功能的要求。逻辑阵列单元，实现通用逻辑，如计数器，加法器，状态机和多路复用器。通过联合使用嵌入式阵列和逻辑阵列提供了高性能高密度的嵌入式的门阵列，使得设计者可以在单个芯片当中实现整个系统的功能。12FLEX系列可编程逻辑器件结构13嵌入式阵列单元（EAB）EAB由一系列用于实现逻辑功能和具有存储功能的存储器组成。EAB在输入、输出口上带有寄存器的RAM单元。当实现存储器的功能的时候，每一个EAB提供2048比特的存储空间，可以用来实现RAM，ROM，双口RAM，FIFO的功能。当使用EAB来实现逻辑的时候，每一个EAB可以为实现复

5、杂逻辑功能提供100-600个门，用来实现多路复用器，微控制器，状态机，乘法器的功能。EAB的寄存器输出还可以用于流水线的设计，以提高系统的运算速度14快速行列互联通道(FastTrack)151617GLB(GenericLogicBlock)18IOB192021221.4CPLDsandFPGAs23CPLDorFPGA?CPLD•Non-volatile•Widefan-in•Fastcounters,statemachines•CombinationalLogiclowerlevelcourses•ControlLogicFPGA•SRAMreconfiguration•E

6、xcellentforcomputerarchitecture,DSP,registereddesigns•ASIClikedesignflow•PROMrequiredfornon-volatileoperation24CPLDorFPGA?25CPLDorFPGA?Thereisabigdifferenceinlogiccapabilities.Let'sexpressthatinthenumberofflip-flopsorregisters:CPLDsaregoodforupto200flip-flops,theygetdisproportionallyexpensivefo

7、rlargerdesigns.ModernFPGAsstartat2,000flip-flops,andgouptoto200,000flip-flops,plusmanyothercircuits,likeRAM,multipliersetc.CoolRunnerCPLDsofferextremelylowpowerconsumption,andsmallphysicalsize,andlowcostforthesmallestparts.FPGAsfi