CPLD器件&FPGA器件

  • 简单可编程器件(SPLD)存在的问题
  1. 阵列容量较小,触发器资源不足
  2. 输入输出控制不够完善,编程不够方便
  • CPLD特点
  1. 在线可编程,可重复编程、擦除和配置数据
  2. 采用多种存储器类型E2PROM、FLASH

在系统可编程技术(In-System Programming)

基本原理

串行,五根线组成:数据输出线(SDO),数据输入线(SDI),时钟线(SCLK),模式控制线(MODE),使能线(/EN)。

  • JATG
    接口: TMS、TCK、TDI、TDO,分别代表模式、时钟、数据输入、数据输出。

在系统编程方法

  1. 非易失性元件的E2CMOS结构或快闪存储单元的可编程逻辑器件。静态重构
  2. 易失性元件的SRAM结构的FPGA器件。动态重构

方法:

  1. 利用计算机接口和下载电缆对器件编程
  2. 利用目标板上的单片机或微处理器对ISP编程
  3. 多芯片ISP编程

在系统编程优越性

多个器件同时编程、简化生产流程、

Altera可编程逻辑系列器件

MAX架构及器件系列

  • MAX7000S
    逻辑阵列块(LAB)
    通过可编程互联阵列(PIA)相互连接。每个LAB包含16个宏单元

宏单元
由逻辑阵列、乘积项选择矩阵、可编程寄存器组成。
逻辑阵列为每个宏单元提供五个乘积项

扩展乘积项
实现复杂的逻辑功能

  1. 共享乘积项:每个宏单元提供一个未投入使用的乘积项,反相后反馈到逻辑阵列中。每个LAB有16个共享乘积项
  2. 并联扩展项:利用宏单元没有使用的乘积项,

总而言之,一个是在与阵列中添加16个共享的乘积项,另外一个是在或阵列中添加其它宏单元传到本单元的乘积项。

可编程连线阵列(PIA)
在LAB之间布线。PIA有固定的延时,使得逻辑设计的时序性能预测。

I/O控制块
配置输入、输出或双向工作方式。

  • 配置要点
    速度/功耗可编程控制。输出可接受编程。

FPGA器件

  • CPLD与FPGA区别
  1. 系统结构不同,另外FPGA含有高层次的内置模块和内置的记忆体
  2. 集成度不同:CPLD << FPGA(门数量)
  3. 应用范围不同:CPLD逻辑能力强,寄存器少,FPGA逻辑能力弱,寄存器多
  4. 使用方法不同
  • 工作原理
    由片内的RAM进行编程,掉电后内部逻辑关系消失。加电时,EPROM中数据读入片内编程RAM。
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