CPLD技术及其应用1.ppt

李 登 峰 查找表的基本原理1 查找表的基本原理2 FPGA中的嵌入式阵列（EAB） 可灵活配置的RAM块 用途 实现比较复杂的函数的查找表，如正弦、余弦等。 可实现多种存储器功能，如RAM，ROM，双口RAM，FIFO，Stack等 灵活配置方法：256×8，也可配成512×4 可编程的I/O单元 能兼容TTL和CMOS多种接口和电压标准 可配置为输入、输出、双向、集电极开路和三态等形式 能提供适当的驱动电流 降低功耗，防止过冲和减少电源噪声 支持多种接口电压（降低功耗） 1.2～0.5um,5V 0.35um,3.3V 0.25um,internal 2.5V,I/O3.3V 0.18um,internal 1.8V,I/O2.5V and 3.3V 可编程连线阵列 在各个逻辑宏单元之间以及逻辑宏单元与I/O单元之间提供信号连接的网络 CPLD中一般采用固定长度的线段来进行连接，因此信号传输的延时是固定的，使得时间性能容易预测。 内部结构称为LCA（Logic Cell Array）由三个部分组成： 可编程逻辑块（CLB） 可编程输入输出模块（IOB） 可编程内部连线（PIC） 8、FPGA结构原理图 PIC CLB包含多个逻辑单元 IOB LE的内部结构 实际逻辑电路 LUT的实现方式 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????? a,b,c,d 输入 逻辑输出 地址 RAM中 存储的内容 0000 0 0000 0 0001 0 0001 0 .... 0 ... 0 1111 1 1111 1 N个输入的逻辑函数需要2的N次方的容量的SRAM来实现，一般多个输入的查找表采用多个逻辑块级连的方式 N个输入的逻辑函数需要2的N次方的容量的SRAM来实现，一般多于输入的查找表采用多个逻辑块级连的方式 CPLD技术及其应用 CHANG’AN UNIVERSITY 长安大学电子与控制工程学院 CPLD技术及其应用 主要内容 第一部分 CPLD概述 第二部分 VHDL程序设计 第三部分 开发软件使用 第四部分 系统设计方法及范例 第一部分 CPLD概述 主要内容: 一、什么是CPLD？ 二、CPLD的优点 三、可编程逻辑器件的发展历史 四、FPGA/CPLD概述 五、 FPGA/CPLD结构原理初步 六、 CPLD和FPGA的选用 七、 ALTERA系列CPLD简介 八、 CPLD的开发工具 九、 FPGA/CPLD的开发流程 一、什么是CPLD？ 逻辑器件：用来实现某种特定逻辑功能的电子器件，最简单的逻辑器件是与、或、非门（74LS00，74LS04等），在此基础上可实现复杂的时序和组合逻辑功能。 可编程逻辑器件（PLD－－Programmable Logic Device）：器件的功能不是固定不变的，而是可根据用户的需要而进行改变，即由编程的方法来确定器件的逻辑功能。 复杂可编程逻辑器件 :CPLD (Complex Programmable Logic Device) 一种较PLD为复杂的逻辑元件,是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。 现场可编程门阵列:FPGA (Field Programmable Gate Array) 现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）是可编程逻辑器件的两种主要类型。 FPGA提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性能。FPGA被应用于范围广泛的应用中，从数据处理和存储，以及到仪器仪表、电信和数字信号处理等。 FPGA/CPLD能够做什么? 可以实现任何数字功能,上至高性能DSP、CPU，下至简单的74系列电路。 FPGA/CPLD如同一张白纸或一堆积木，工程师可以借助传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计数字系统。 1、集成度高，可以替代多至几千块通用IC芯片 2、极大减小电路的面积，降低功耗，提高可靠性 3、具有完善先进的开发工具 4、提供语言、图形等设计方法，十分灵活 5、通过仿真工具来验证设计的正确性 6、可以反复地擦除、编程，方便设计的修改和升级 7、灵活地定义管脚功能，减轻设计工作量，缩短系统开发时间 8、保密性好 二、PLD的优点 三、可编程逻辑器件的发展历史