第2章PLD硬件特性与编程技术40771169.pptx

《第2章PLD硬件特性与编程技术40771169.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-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概述图2-1基本PLD器件的原理结构图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2.1PLD概述2.1.2PLD的分类图2-2按集成度(PLD)分类2.1PLD概述2.1.2PLD的分类1．熔丝(Fuse)型器件。2．反熔丝(Anti-f

2、use)型器件。3．EPROM型。称为紫外线擦除电可编程逻辑器件。4．EEPROM型。5．SRAM型。6．Flash型。2.1PLD概述从编程工艺上划分:2.2低密度PLD可编程原理2.2.1电路符号表示图2-3常用逻辑门符号与现有国标符号的对照2.2.1电路符号表示图2-4PLD的互补缓冲器图2-5PLD的互补输入图2-6PLD中与阵列表示图2-7PLD中或阵列的表示图2-8阵列线连接表示2.2.2PROM图2-9PROM基本结构2.2低密度PLD可编程原理2.2.2PROMPROM中的地址译码器是完成PROM存储阵列的行的选

3、择，其逻辑函数是：2.2低密度PLD可编程原理2.2.2PROM2.2低密度PLD可编程原理……...…2.2.2PROM图2-10PROM的逻辑阵列结构2.2低密度PLD可编程原理2.2.2PROM图2-11PROM表达的PLD阵列图2.2低密度PLD可编程原理2.2.2PROM图2-12用PROM完成半加器逻辑阵列2.2低密度PLD可编程原理2.2.3PLA图2-13PLA逻辑阵列示意图2.2低密度PLD可编程原理2.2.3PLA图2-14PLA与PROM的比较2.2低密度PLD可编程原理2.2.4PAL图2-15PAL结构

4、图2-16PAL的常用表示2.2低密度PLD可编程原理图2-17一种PAL16V8的部分结构图2.2.5GAL2.2低密度PLD可编程原理GAL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)。2.3CPLD的结构与可编程原理图2-18MAX7

5、000系列的单个宏单元结构图2-19MAX7128S的结构1．逻辑阵列块(LAB)2.3CPLD的结构与可编程原理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3．扩展乘积项图2-22并联扩展项馈送方式共享扩展项并联扩展项4．可编程连线阵列(PIA)图2-22PIA信号布线到LAB的方式2.3CPLD的结构与可编程原理5．I/

6、O控制块图2-23EPM7128S器件的I/O控制块2.4FPGA的结构与工作原理在FPGA开发技术的学习中，对于其硬件的了解主要应该注意以下5个方面：（1）FPGA的工作电源的类型和接入要求。（2）编程口。（3）I/O端口、多用途端口、专用输入口、全局控制口、LVDS口、锁相环时钟输入输出口的电气性能和使用方法。（4）FPGA内部的嵌入式模块。（5）配置器件。2.4.1查找表逻辑结构图2-24FPGA查找表单元2.4FPGA的结构与工作原理2.4.1查找表逻辑结构图2-25FPGA查找表单元内部结构2.4.2Cyclone系列

7、器件的结构与原理图2-26CycloneLE结构图2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理图2-27CycloneLE普通模式2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理图2-28CycloneLE动态算术模式2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理图2-29CycloneLAB结构2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理图2-30LAB阵列2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理图2-31LAB控制信号生成的逻辑图2.4.2Cyclone系列器件的结构与原理图2-32快速进位选择链图2-33LUT链和寄存器链的

8、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