第21讲在系统编程技术ppt课件.ppt

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1、第21讲课时授课计划课程内容内容：在系统可编程技术1概述2isp器件结构（ispLSI1016）及命名规则3在系统可编程技术目的与要求：了解isp器件的基本结构和特点；了解isp和PAL器件的制造流程；熟悉isp的开发过程和编程方式。重点与难点：isp器件的基本结构；isp器件结构的正确理解；isp器件的编程原理。课堂讨论：先编程后装配与先装配后编程固态软件现代教学方法与手段：PowerPoint投影在系统编程技术在系统可编程（isp—InSystemProgrammability）技术是20世纪90年代初美国Lattice公司首先提出的一种先进的编程技术，指的是

2、对器件、电路板或整个数字系统的逻辑功能可随时进行修改或重构的能力。isp技术打破了先编程后装配的惯例，可以先装配后编程，成为产品后还可以反复编程，从而开创了数字电子系统设计技术新的一页。isp技术使标准的PLD制造流程大大简化，结果是进一步降低成本和改进系统质量。isp为用户提供了传统的PLD技术无法达到的灵活性，带来了巨大的时间效益和经济效益，是可编程逻辑技术的实质性飞跃，因此被称为PLD设计技术的一次革命。以在系统编程技术为核心的“固态软件”或“硅片软件”将成为现实。ISP制造流程和非ISP制造流程的比较Lattice公司软硬件产品对在系统编程的支持FPGA

3、和CPLD产品EDA软件Lattice公司CPLD/FPGA器件系列1.CPLDispLSI1000E系列ispLSI2000E/2000VL/200VE系列ispLSI5000V系列ispLSI8000/8000V系列(58000门）ispLSI器件的结构与特点:采用UltraMOS工艺。系统可编程功能。边界扫描测试功能。加密功能。短路保护功能。2、FPGAispXPGA系列：125、200、500、1200ORCA系列：4、3、2ISP器件的类型ispLSI逻辑器件基本系列ispLSI1000高速系列ispLSI2000高密系列ispLSI3000模块化系列i

4、spLSI6000ispGAL器件ispGDS（在系统可编程数字开关）器件ispLSI1000系列性能参数ispLSI器件的命名规则ispLSI1032-60LJI:表示编号为1032的ispLSI器件，最高工作频率为60MHz，是低功耗的，用PLCC封装，是工业用的。ispLSI器件的结构ispLSI1016的功能框图及其引脚排列图演示1.集总布线区GRP(GlobalRoutingPool)。位于芯片的中央，任务是将所有片内逻辑联系在一起，特点是它的输出之间的延迟恒定和可预知。2.万能逻辑块GLB（GenericLogicBlock）。由与阵列、乘积项共享阵列

5、、4输出逻辑宏单元和控制逻辑组成。GLB输入输出单元是芯片中最关键的部位。GLB演示1GLB演示2GLB演示3GLB演示43.输入输出单元IOC（InputOutputCell）。有输入、输出和双向I/O三类组态，靠控制输出三态缓冲电路使能端的MUX来选择。每个I/O单元还有一个电源上拉电阻，当该I/O端不在使用时，该电阻自动接上可以避免因输入悬空引入的噪音和减少电路的电源电流。4.输出布线区ORP(OutputRoutingPool)。ORP是介于GLB和IOC之间的可编程互连阵列，通过对ORP的编程，可以将任一个GLB输出灵活地送到16个I/O端的某一个。有时

6、为了高速的工作，GLB的输出还可跨过ORP直接与I/O单元相连。5.时钟分配网络CDN(ClockDistributionNetwork)。输入信号由三个专用输入端Y0、Y1、Y2提供，其中Y1兼有时钟或复位的功能。输出有5个，其中CLK0、CLK1、CLK2提供给GLB，IOCLK0和IOCLK1提供给I/O单元，此外还可将时钟专用GLB的四个输出送入CDN，以建立用户定义的内部时钟电路。6.巨块结构（Megablock）。每8个GLB连同对应的ORP、IOC等构成一个巨块。每个大块中还包括2个专用输入端，仅供本大块内的GLB使用，靠软件自动分配。ispLSI1

7、016共有两个大块。巨块演示1巨块演示2ORP演示1ORP演示2ispGDS的结构ispGDS22的结构框图在系统可编程技术原理编程的寻址和移位操作由地址移位寄存器和数据移位寄存器完成。地址移位寄存器确定行地址，数据移位寄存器确定单元地址和相应单元的数据内容。数据移位寄存器的低位字节（低端）和高位字节（高端）是分开进行移位操作的。演示ispLSI器件的编程结构如图所示。代表器件逻辑组态和其他编程信息的数据用E2CMOS单元存储。E2CMOS单元按行、列排成阵列。存储单元置“0”，表示该单元已编程，或者说有一个逻辑连接；存储单元置“1”，表示该单元被擦除，相当于连接

8、被开路，编