第2章 PLD硬件特性与编程技术2.ppt

《第2章 PLD硬件特性与编程技术2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、EDA技术与VHDL第2章PLD硬件特性与编程技术KX康芯科技2.1PLD概述基本PLD器件的原理结构图PLD：Programmable LogicDevice可编程逻辑器件2.1.1PLD的发展历程熔丝编程的PROM和PLA器件AMD公司推出PAL器件GAL器件FPGA器件EPLD器件CPLD器件内嵌复杂功能模块的SoPC20世纪70年代20世纪70年代末20世纪80年代初20世纪80年代中期20世纪80年代末进入20世纪90年代后2.1.2PLD的分类按集成度(PLD)分类2.1.2PLD的分类1．熔丝(F

2、use)型器件。2．反熔丝(Anti-fuse)型器件。3．EPROM型。（紫外线擦除电可编程逻辑器件）4．EEPROM型。5．SRAM型。6．Flash型。从编程工艺上划分:2.2低密度PLD可编程原理2.2.1电路符号表示常用逻辑门符号与现有国标符号的对照2.2.1电路符号表示PLD的互补缓冲器PLD的互补输入PLD中与阵列表示PLD中或阵列的表示阵列线连接表示2.2.2PROMPROM基本结构2.2.2PROMPROM中的地址译码器是完成PROM存储阵列的行的选择，其逻辑函数是：2.2.2PROM……..

3、.…2.2.2PROMPROM的逻辑阵列结构2.2.2PROMPROM表达的PLD阵列图2.2.2PROM用PROM完成半加器逻辑阵列2.2低密度PLD可编程原理2.2.3PLAPLA逻辑阵列示意图2.2.3PLAPLA与PROM的比较2.2.4PALPAL结构PAL的常用表示2.2.5GALGAL即通用阵列逻辑器件，首次在PLD上采用了EEPROM工艺，使得GAL具有电可擦除重复编程的特点，彻底解决了熔丝型可编程器件的一次可编程问题。GAL在“与-或”阵列结构上沿用了PAL的与阵列可编程、或阵列固定的结构，但

4、对PAL的输出I/O结构进行了较大的改进，在GAL的输出部分增加了输出逻辑宏单元OLMC(OutputMacroCell)。1．逻辑阵列块(LAB)2.3CPLD的结构与可编程原理分为五部分：逻辑阵列块、可编程逻辑宏单元、扩展乘积项、可编程内部连线、可编程I/OComplexProgrammableLogicDevice）2.3CPLD的结构与可编程原理MAX7000系列的单个宏单元结构2．宏单元2．宏单元全局时钟信号全局时钟信号由高电平有效的时钟信号使能用乘积项实现一个阵列时钟2.3CPLD的结构与可编程原理

5、逻辑阵列MAX7000系列中的宏单元乘积项选择矩阵可编程寄存器3．扩展乘积项图2-20共享扩展乘积项结构2.3CPLD的结构与可编程原理4．可编程连线阵列(PIA)PIA信号布线到LAB的方式2.3CPLD的结构与可编程原理5．I/O控制块EPM7128S器件的I/O控制块FPGA一般由三种可编程电路和一个用于存放编程数据的静态存储器SRAM组成。这三种可编程电路是：可编程逻辑块(ConfigurableLogicBlock，CLB)、输入/输出模块(I/OBlock，IOB)和互连资源(Interconnec

6、tResource，IR)。2.4.2FPGA器件的结构与原理LAB阵列2.4.1查找表逻辑结构FPGA查找表单元2.4FPGA的结构与工作原理2.4.1查找表逻辑结构FPGA查找表单元内部结构2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理CycloneLE结构图2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理CycloneLE普通模式2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理CycloneLE动态算术模式2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理CycloneLAB结构2.4.2Cyclone系列器件的结构与原

7、理LAB阵列2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理LAB控制信号生成的逻辑图2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理快速进位选择链LUT链和寄存器链的使用2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理2.4FPGA的结构与工作原理图2-34LVDS连接2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理2.4FPGA的结构与工作原理2.5硬件测试技术2.5.1内部逻辑测试在ASIC设计中的扫描寄存器，是可测性设计的一种，原理是把ASIC中关键逻辑部分的普通寄存器用测试扫描寄存器来代替，在测试中可以动态地测试、分

8、析设计其中寄存器所处的状态，甚至对某个寄存器加以激励信号，改变该寄存器的状态。边界扫描测试是一种可测试结构技术，它采用集成电路的内部外围所谓的“电子引脚”（边界）模拟传统的在线测试的物理引脚，对器件内部进行扫描测试2.5.2JTAG边界扫描测试引脚描述功能TDI测试数据输入(TestDataInput)测试指令和编程数据的串行输入引脚。数据在TCK的上升沿移入。TDO测试数据输出(Te