文档介绍：信息工程学院
武汉理工大学
第一篇可编程逻辑器件
开始
结束
主讲教师:吴友宇
总目录
第一章可编程逻辑器件(PLD)概述
第二章 Altera产品概述
第三章 FLEX 10K器件的技术规范
第四章 FLEX 6000 器件系列
第五章 MAX7000系列器件的技术规范
第六章 Altera器件的边界扫描
第一章可编程逻辑器件(PLD)概述
可编程逻辑器件的发展历程和意义
可编程逻辑与ASIC
FPGA/CPLD CAD技术
PLD厂商及商品介绍
1. 可编程逻辑器件(PLD)概述
可编程逻辑器件的发展历程
早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存储器、紫外线可擦除只读存储器和电可擦除存储器.
其后,出现可编程逻辑器件(PLD),,又发展了通用逻辑阵列(GAL),它的设计更加灵活.
20世纪80年代中期Altera和Xilinx分别推出类似于PAL结构的扩展型EPLD和与标准门阵列类似的FPGA,它们体系结构和逻辑单元灵活,集成度高以及适用范围宽.
可编程逻辑器件产生的意义
它的推出给数字系统的设计带来了全新的概念,使得数字系统的设计变得更加方便、高效。
随着计算机的普及和PLD器件价格的不断下降,使得普通用户开发和应用PLD器件成为现实。
高密度PLD不仅可以实现系统级的电路集成,而且被看作是ASIC和ASSP的替代品
可编程逻辑与ASIC
可编程逻辑(PLD)是由用户编程实现所需逻辑功能的数字集成电路。

可编程逻辑器件包括
低密度。
现场可编程门阵列(FPGA)。
复杂的PLD(CPLD)。
ASIC CAD 技术
ASIC是相对于通用集成电路而言的,但两者没有明显的界限,仅仅是范围大小不同。ASIC可分为数字ASIC和模拟ASIC,数字ASIC可分为全定制和半定制.
全定制是一种基于晶体管级的ASIC设计方法,设计人员使用版图编辑工具,从晶体管的版图尺寸,位置和互连线开始设计,以期实现ASIC芯片面积利用率高,速度快,功耗低的最优性能。但这种设计周期长,比较适合批量大ASIC芯片设计。
半定制是一种约束性设计方法。半定制又可分为门阵列ASIC和标准半定制。
门阵列方式是IC厂家事先生产了大批的半成品芯片,其内部成行等间距的排列着以门为基本单元的阵列——称之为母片,只剩一层或两层金属铝连线掩膜需要根据用户电路的不同而定制。
标准单元方式是由IC厂家预先设计好一批具有一定功能的单元,这些单元以库的形式放在CAD工具中,它的结构符合一定的电气和物理标准,故称之为标准单元
ASIC的特点
降低了产品的综合成本
提高了产品的可靠性
提高了产品的保密程度和竞争能力
降低了电子产品的功耗
提高了电子产品的工作速度
大大减小了电子产品的体积和重量
半定制设计由于不需要涉及布局布线专业知识和经验,也使得设计人员都能够接受这种CAD技术
ASIC的发展趋势
向高密度,大规模的方向发展
向系统内可重构的方向发展
向低电压,低功耗的方向发展
向可预测延时器件的方向发展。
向混合可编程技术方向发展
在电子系统中引入“软硬件”的全新概念和新一代电子系统极强的灵活性和适应性,为信号的处理和信息加工的实现提供了新的思路和方法。按照实现的途径不同,系统内重构可分为静态重构和动态重构两类。可编程ASIC的系统可重构特性近年在通信,航天,计算机硬件系统,程序控制,数字系统的测试诊断的方面获得较好的应用
灵活的可编程性和时间使可编程ASIC产品能得以广泛的应用,当前的系统的系统中,数字系统有大的数据吞吐量,更多的图象处理,因而高速的系统时钟是必不可少。为了保证高速系统的稳定性,延时可预测性是十分重要的。因此,为了适应未来复杂的高速电子系统的要求,高速可预测也是一个发展趋势。
电子系统的发展必须以电子器件为基础,但并不与之同步,往
往系统的设计需求更快。因而随电子系统复杂度的提高,可编程
ASIC器件的规模不断的扩大,从最初的几百门到现在的上百万门
可编程ASIC特有的产品上市快以及硬件可重构特性为电子产品的开发带来了极大的方便,它的广泛应用使得电子系统的构成和设计方法均发生很大变化。在未来几年里这一局面将会有所改变,模拟电路及数模混合电路的可编程技术将得到发展
集成技术的飞速发展,工艺水平的不断提高,节能潮流在全世界兴起,也为半导体工业提出了降低工作电压的发展方向
FPGA/CPLD CAD技术
FPGA (Field programmable gates Array) 与 plex
Programmable Logic device)都是可编程逻辑器件。它们的规模比较大,适合于时序,组合等逻辑电路应用场合,它可以替代