文档介绍：第2章大规模可编程逻辑器件
可编程逻辑器件概述
复杂可编程逻辑器件(CPLD)
现场可编程门阵列(FPGA)
在系统可编程(ISP)逻辑器件
FPGA和CPLD的开发应用选择
可编程逻辑器件概述
PLD的发展进程
最早的可编程逻辑器件出现在20世纪70年代初,主要是可编程只读存储器(PROM)和可编程逻辑阵列(PLA)。 20世纪70年代末出现了可编程阵列逻辑(PAL—Programmable Array Logic)器件。20世纪80年代初期,美国Lattice公司推出了一种新型的PLD器件,称为通用阵列逻辑(GAL-Generic Array Logic),一般认为它是第二代PLD器件。随着技术的进步,生产工艺的不断改进,器件规模不断扩大,逻辑功能不断增强,各种可编程逻辑器件如雨后春笋般地涌现,如PROM、EPROM、E2PROM等。
在EPROM基础上出现的高密度可编程逻辑器件称为EPLD或CPLD。现在一般把超过某一集成度的PLD器件都称为CPLD。在20世纪80年代中期,美国Xilinx公司首先推出了现场可编程门阵列(FPGA)器件。FPGA器件采用逻辑单元阵列结构和静态随机存取存储器工艺,设计灵活,集成度高,可无限次反复编程,并可现场模拟调试验证。在20世纪90年代初,Lattice公司又推出了在系统可编程大规模集成电路(ispLSI)。
Altera系列产品主要性能
美国Xilinx公司在1985年推出了世界上第一块现场可编程门阵列(FPGA)器件,最初3个完整的系列产品分别命名为XC2000、XC3000和XC4000,共有19个品种,后又增加了低电压( V)的“L”系列、多I/O引脚的“H”系列及更高速的“A”系列,并推出了与XC3000兼容的XC3100/A系列,在XC4000的基础上又增加了“E”和“EX”系列。在1995年,Xilinx又增加了XC5000、XC6200和XC8100 FPGA系列,并取得了突破性进展。而后又推出了Spartan和Virture系列。Xilinx还有3个EPLD系列产品:XC7200、XC7300和XC9500,。
Xilinx系列产品主要性能
Lattice公司成立于1983年,是E2CMOS技术的开拓者,发明了GAL器件,是低密度PLD的最大供应商。该公司于20世纪90年代开始进入HDPLD领域,并推出了pLSI/ispLSI器件,实现了在系统可编程技术(ISP)。ISP使用户能够在无须从系统板上拔下芯片或从系统中取出电路板的情况下,改变芯片的逻辑内容乃至改变整个电子系统的功能。这种技术能大大缩短设计周期,简化生产流程,降低设计成本。
Lattice公司目前的pLSI/ispLSI器件主要有6个系列:pLSI/ispLSI1000、2000、3000、5000、6000和8000系列,。
Lattice系列产品主要性能
PLD的种类及分类方法
目前生产PLD的厂家有Xilinx、Altera、Actel、Atemel、AMD、AT&T、Cypress、Intel、Motorola、Quicklogic、TI(Texas Instrument)等。常见的PLD产品有:PROM、EPROM、EEPROM、PLA、FPLA、PAL、GAL、CPLD、EPLD、EEPLD、HDPLD、FPGA、pLSI、ispLSI、ispGAL和ispGDS等。PLD的分类方法较多,也不统一,下面简单介绍4种。

从结构的复杂程度上一般可将PLD分为简单PLD和复杂PLD(CPLD),或分为低密度PLD和高密度PLD(HDPLD)。通常,当PLD中的等效门数超过500门时,则认为它是高密度PLD。传统的PAL和GAL是典型的低密度PLD,其余如EPLD、FPGA和pLSI/ispLSI则称为HDPLD或CPLD。