《CPLD与FPGA简介》PPT课件

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1、第三章CPLD/FPGA简介CPLD/FPGA的主要特点CPLD/FPGA是一种半定制的ASIC，属LSI或VLSI逻辑器件;其主要特性是：1、采用LSI/VLSI技术制造，高集成度（最高已达千万门级）；2、支持各种组合逻辑和时序逻辑电路设计，甚至实现“片上系统”（SOC）；3、可编程改变芯片的逻辑功能，芯片可重复使用，具有ISP或ICR特性。（ISP：InSystemProgramming,在系统编程)（ICR：InCircuitReconfigable,在电路重构）3、有很高的逻辑布线能力，可以预测信号延迟，便于使用计算机进行逻辑功能仿真与时序仿

2、真。4、有良好的设计加密功能，便于保护知识产权（IP）。5、有强大的EDA开发工具(软件)支持，与ASIC设计相比，易学易用。6、研制、开发时间较短，费用相对少。7、必须借助CPLD开发系统，才能设计、开发CPLD/FPGA系统。CPLD/FPGA与SPLD一般认为，复杂可编程逻辑器件CPLD/FPGA的单片集成度大于1000门,而简单可编程逻辑器件SPLD（SimpleProgramableLogicDevice）的单片集成度小于1000门。目前FPGA的单片集成度已超过1千万门，达到Intel公司最新奔腾ⅣCPU的集成度。可以在这种高集成度的FP

3、GA芯片上设计CPU/DSP,实现SOPC。GAL/PAL芯片属于SPLD，但目前它们已较少使用。ALTERA公司的新一代千万门级的可编程逻辑器件Stratix▲该系列芯片采用1.5v内核，0.13微米全铜工艺。▲开发系统是QuartusII2.0版本。▲该系列中型号为EP1S120的芯片，内含114,140个LE（约1.1M个门电路），芯片中包含的元件数量已超过10M个。ALTERA的新一代低成本高密度FPGA：Cyclone（飓风）该FPGA芯片集成度达330万门，可用于SOPC设计一块SOPC板一块SOPC板的应用：用作电视解码器经过了最近2

4、0年的发展，许多IC设计公司都开发出了CPLD/FPGA。Altera公司的CPLD系列和Xilinx公司的FPGA系列，全球知名度高、应用面广，开发系统成熟，占据了世界PLD市场的较大分额。全球CPLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。可以讲Altera和Xilinx共同决定了CPLD技术的发展方向。CPLD/FPGA的叫法不同的厂家，对自己生产的可编程逻辑器件叫法不尽相同。PLD(ProgrammableLogicDevice)是可编程逻辑器件的总称。PAL、GAL等是早期的SPLD芯片。FPGA(FieldProgr

5、ammableGateArry，现场可编程门阵列)是Xilinx公司发明的。Xilinx公司把基于查找表技术、SRAM存储工艺的可编程逻辑器件叫FPGA；把基于乘积项技术、E2PROM（或FlashMEM）存储工艺的可编程逻辑器件叫CPLD；Altera公司把自己生产的可编程逻辑器件都叫作CPLD,即复杂PLD(ComplexPLD),但分为MAX系列CPLD（乘积项技术、E2PROM存储工艺）和FLEX/ACEX/APEX系列CPLD（查找表技术、SRAM存储工艺）。由于FLEX等系列是基于查找表技术、采用SRAM存储工艺的器件，其使用方法和Xil

6、inx的FPGA一样，所以人们也把FLEX/ACEX/APEX系列的CPLD产品叫做FPGA。如何使用CPLD/FPGA？开发、使用CPLD需要掌握三部分的知识：1、熟悉、了解CPLD/FPGA芯片；2、掌握CPLD/FPGA开发系统（软件）；3、能对CPLD/FPGA芯片进行编程配置（加载设计代码）。由于CPLD/FPGA开发系统已发展得相当完善，用户甚至可以不用详细了解CPLD/FPGA的内部结构，就可以用自己熟悉的方法（如原理图输入法/HDL语言输入法/波形输入法)来完成要求的CPLD/FPGA设计。但是若要很好的掌握CPLD/FPGA设计与应

7、用技术，懂得必要的CPLD/FPGA结构组成、特性参数与基本工作原理还是必要的。另外，能熟练操作、使用一种CPLD/FPGA开发系统、至少掌握一种HDL语言也是必要的，这将有助于提高设计的效率和可行性。目前主要的CPLD/FPGA生产商都提供适合自己产品开发、应用的EDA开发软件。也有许多第三方EDA软件公司提供CPLD/FPGA开发系统，且性能优良。如CANDENCE公司的SPW系统、Altec公司的ActiveCAD系统。CPLD/FPGA设计流程用户输入开发系统利用计算机进行处理用户测试主要的CPLD/FPGA生产厂商目前世界上有多家公司生产C

8、PLD/FPGA，主要的CPLD/FPGA生产厂商有：1、Altera公司，主要的CPLD生产厂商2、Xil