第3章 FPGA结构与应用(第2次)ppt课件.ppt

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1、EDA技术实用教程第3章FPGA／CPLD结构与应用FPGA-FieldProgrammableGateArrayCPLD-ComplexProgrammableLogicDevice3.1概述图3-1基本PLD器件的原理结构图3.1.1可编程逻辑器件的发展历程70年代80年代90年代PROM和PLA器件改进的PLA器件GAL器件FPGA器件EPLD器件CPLD器件内嵌复杂功能模块的SOPC3.1.2可编程逻辑器件的分类图3-2按集成度(PLD)分类3.2简单PLD原理3.2.1电路符号表示图3-3常用逻辑门符号与现有国标符号的

2、对照3.2.1电路符号表示图3-4PLD的互补缓冲器图3-5PLD的互补输入图3-6PLD中与阵列表示图3-7PLD中或阵列的表示图3-8阵列线连接表示3.2.2PROM图3-11PROM表达的PLD图阵列图3-12用PROM完成半加器逻辑阵列3.2.3PLA图3-13PLA逻辑阵列示意图3.2.3PLA图3-14PLA与PROM的比较3.2.4PAL图3-15PAL结构：图3-16PAL的常用表示：3.2.4PAL图3-17一种PAL16V8的部分结构图GAL：GeneralArrayLogicDevice最多有8个或项，每个

3、或项最多有32个与项EPLDErasableProgrammableLogicDevice乘积项逻辑3.2.5GAL逻辑宏单元输入/输出口输入口时钟信号输入三态控制可编程与阵列固定或阵列GAL16V8CPLD/FPGA的区别CPLD可编程逻辑宏单元LMC，LogicMacroCell（结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构）围绕中心的可编程互连矩阵单元（固定长度的金属线）FPGA可编程逻辑功能块（实现用户功能的基本单元）可编程I/O块（完成芯片上逻辑与外部封装脚的接口）可编程互连（包括各种长度的连线线段和一些可编程连接开关）

4、基本结构CPLD/FPGA的区别CPLDEPROMEEROMFLASHFPGA反熔丝（Actel）RAM（Xillinx）编程工艺CPLD/FPGA的区别CPLD基于乘积项技术，Flash（类似EEPROM工艺）工艺MAX系列（乘积项技术，EEPROM工艺）,FLEX系列（查找表技术，SRAM工艺）FPGA基于查找表技术，SRAM工艺，要外挂配置用的EEPROM很多人把Altera的FELX系列产品也叫做FPGA不同厂家的叫法不尽相同XilinxAlteraCPLD/FPGA的区别CPLDFPGACPLD/FPGA的区别CPLD

5、FPGA集成规模小（最大数万门）大（最高达百万门）单元粒度大（PAL结构）小（PROM结构）互连方式集总总线分段总线、长线、专用互连编程工艺EPROM、EEROM、FlashSRAM编程类型ROM型RAM型，须与存储器连用CPLD/FPGA的区别CPLDFPGA信息固定可实时重构触发器数少多单元功能强弱速度高低Pin-Pin延迟确定，可预测不确定，不可预测功耗高低加密性能可加密不可加密适用场合逻辑型系统数据型系统MAX7000SFamilyFeatureUsableGatesMacrocellsMax.UserI/OPinstP

6、D(ns)fCNT(MHz)EPM7256S3,2001601046.0149.3EPM7160S3,7501921247.5125.0EPM7032S60032365.0175.4EPM7064S1,25064685.0175.4EPM7128S2,5001281006.0147.1EPM7192S5,0002561647.5128.2DevicePartNumbersEPM7128STC100-7EPM=FamilySignature(ErasableProgrammableMAXdevice)7128S=Devicetyp

7、e(128=numberofmacrocells)T=Packagetype(L=PLCC,T=TQFP...)C=Operatingtemperature(Commercial,Industrial)100=Pincount(numberofpinsonthepackage)-7=SpeedGradeinnsecSuffixmayfollowspeedgrade(forspecialdevicefeatures)MAX7000S/AE/BLABGCLK1GCLk2OE1GCLRnPIAI/OControlBlockI/OCon

8、trolBlock6to12I/Opins6to12I/OpinsMacrocells1to8Macrocells9to16LABA6to1216366to12Macrocells33to40Macrocells41to48LABC6to1216366to12I