復(fù)雜可編程邏輯器

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1、第2章復(fù)雜可編程邏輯器件2.1CPLD概述2.2Lattice公司的CPLD2.3Altera公司的CPLD1EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件2.1CPLD概述復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）是在EPLD的基礎(chǔ)上改進(jìn)而發(fā)展起來(lái)的，它采用EEPROM工藝，具有高密度、高速度和低功耗等優(yōu)點(diǎn)。與EPLD相比，CPLD增加了內(nèi)部連線，并對(duì)邏輯宏單元和I/O單元做了重大改進(jìn)，從而改善了系統(tǒng)的性能，提高了器件的集成度。尤其是在CPLD中引入在系統(tǒng)編程（ISP）技術(shù)后，使CPLD的應(yīng)用更加方便靈活，深受設(shè)計(jì)人員的青睞，現(xiàn)已成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首選器件之一。2EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、第2章復(fù)雜可編程邏輯器件2.1CPLD概述目前，生產(chǎn)CPLD器件的著名公司主要有美國(guó)的Altera、AMD、Lattice、Cypress和Xilinx等公司。CPLD的產(chǎn)品多種多樣，器件的結(jié)構(gòu)也有很大的差異，但大多數(shù)公司的CPLD仍使用基于乘積項(xiàng)的陣列型單元結(jié)構(gòu)。例如，Altera公司的MAX系列CPLD產(chǎn)品、Xilinx公司和Lattice公司的CPLD產(chǎn)品都采用可編程乘積項(xiàng)陣列結(jié)構(gòu)。3EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件2.1CPLD概述基于乘積項(xiàng)陣列型CPLD的組成：●可編程內(nèi)部連線●邏輯塊●I/O單元4EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件●可編程

3、內(nèi)部連線為各邏輯塊之間，以及邏輯塊和I/O單元之間提供互連網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)連線。包括實(shí)現(xiàn)乘積項(xiàng)的與陣列、乘積項(xiàng)分配和邏輯宏單元等，用于實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能。用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)從器件輸出，以及為輸入信號(hào)提供輸入通道。通常具有輸入、輸出和雙向I/O模式?！襁壿媺K●I/O單元5EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件2.2Lattice公司的CPLDLattice公司是世界上最早生產(chǎn)PLD器件和首先推出ISP技術(shù)的公司。該公司將ISP技術(shù)與E2CMOS相結(jié)合，生產(chǎn)了多種高性能的CPLD產(chǎn)品，主要有ispLSI和ispMACH兩大系列。該公司除了生產(chǎn)CPLD和FPGA器件外，還開(kāi)發(fā)了在系統(tǒng)可

4、編程模擬器件（ispPAC），是世界上第三大可編程器件的供應(yīng)商。6EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件ispLSI系列的CPLD是一種在系統(tǒng)可編程邏輯器件（ISPLD），它采用E2CMOS工藝，具有集成度高、功耗低、擦除和編程時(shí)間短等特點(diǎn)，并且在系統(tǒng)編程次數(shù)可在10000次以上。在系統(tǒng)可編程（ISP）是指編程器件可直接安裝在用戶自己設(shè)計(jì)的系統(tǒng)電路板上，通過(guò)計(jì)算機(jī)的并行接口和專用的編程電纜，對(duì)器件進(jìn)行直接編程，并且可以反復(fù)編程，從而使器件具有用戶所需要的邏輯功能。2.2.1ispLSI器件簡(jiǎn)介7EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件ispLSI器件分為六個(gè)系列

5、，分別為：●ispLSI1000系列●ispLSI2000系列●ispLSI3000系列●ispLSI5000系列●ispLSI6000系列●ispLSI8000系列2.2.1ispLSI器件簡(jiǎn)介為通用系列，內(nèi)部約有2000～8000個(gè)PLD等效門，適用于高速編碼、總線管理、LAN或DMA控制等。為高速系列，內(nèi)部約有1000～6000個(gè)PLD等效門，有較多I/O端口，適用于高速計(jì)數(shù)、定時(shí)及高速RISC/CISC微處理器的接口。為高性能、高密度器件，其集成度達(dá)8000～14000個(gè)PLD等效門，可容納規(guī)模較大的邏輯系統(tǒng)，適用于數(shù)字信號(hào)處理、圖形處理、數(shù)據(jù)加密、解密和壓縮等。為超寬輸

6、入高密度器件，其基本結(jié)構(gòu)與ispLSI3000系列類似。密度更高、結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，集成密度可達(dá)25000個(gè)PLD等效門，內(nèi)部提供了存儲(chǔ)器、寄存器和計(jì)數(shù)器等子模塊，可容納大規(guī)模的邏輯系統(tǒng)，適用的范圍更加廣泛。為超高密度系列，是最新推出的多寄存器超大結(jié)構(gòu)器件，其規(guī)模為25000～43750個(gè)PLD等效門。8EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件ispLSI系列CPLD的特點(diǎn)如下：①采用乘積項(xiàng)陣列結(jié)構(gòu)；②采用先進(jìn)的ISP技術(shù),能重復(fù)編程擦寫上萬(wàn)次；③具有加密功能。2.2.1ispLSI器件簡(jiǎn)介9EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件2.2.2ispLSI器件的結(jié)構(gòu)1.

7、ispLSI1016的結(jié)構(gòu)10EDA技術(shù)與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)第2章復(fù)雜可編程邏輯器件1.ispLSI1016的結(jié)構(gòu)ispLSI1016是由2個(gè)宏塊（Megablock）、1個(gè)全局布線區(qū)（GRP）、32個(gè)I/O單元、1個(gè)時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)，以及在系統(tǒng)編程控制邏輯等組成。每個(gè)宏塊中包括8個(gè)通用邏輯塊（GLB）、1個(gè)輸出布線區(qū)（ORP）、1個(gè)16位輸入總線和18個(gè)引腳，其中16個(gè)為I/O引腳，2個(gè)為專用輸入引腳。時(shí)鐘信號(hào)（Y0～Y2）經(jīng)時(shí)鐘分配網(wǎng)絡(luò)分配后,產(chǎn)生5個(gè)時(shí)鐘信號(hào),作為GLB的全局時(shí)鐘和I