文档介绍：FPGA技术
第二章 CPLD/FPGA概述
第一章可编程逻辑器件发展历程
第三章硬件描述语言VHDL/Verilog HDL简介
第四章 Quartus II的Verilog HDL建模与仿真
第一章可编程逻辑器件的发展历程
一、可编程逻辑器件的发展历程
二、可编程逻辑器件的分类
可编程逻辑器件(PLD)
可编程阵列逻辑(PAL)
可编程逻辑阵列(PLA)
Xilinx的FPGA
Altera的CPLD
早期
FPGA
现在
一、可编程器件大致的发展过程如下:
1)20世纪70年代,出现了熔丝编程的PROM 和PLA器件。70年代末,AMD 公司对PLA进行了改进,推出了PAL器件。
2)20世纪80年代初,Lattice(莱迪思)公司发明了电可擦写的,比PAL更灵活的GAL通用阵列逻辑器件。
3)20世纪80年代中期,Xilinx公司提出现场可编程概念,生产出了世界上第一片FPGA器件。FPGA是改变内部连接的布线来编程。
4)20世纪80年代末,Lattice公司又提出在系统可编程概念(ISP),并推出了一系列具有在系统可编程能力的CPLD器件。CPLD的设计是修改具有固定内部连接电路的逻辑功能来编程。
5)20世纪90年代后期,可编程集成电路技术飞速发展,器件的可用逻辑门数超过了百万门,并出现了内嵌复杂功能模块(如加法器,乘法器,RAM,CPU核,DSP核等)的SOPC。
二、可编程器件的分类
,分为高密度和低密度PLD器件。
1)集成度小于1000 门/每片的LDPLD,又称简单PLD。
PROM(可编程只读存储器)
PLA (可编程逻辑阵列,Programmable Logic Array)
PAL (可编程阵列逻辑,Programmable Array Logic)
GAL (通用阵列逻辑,Generic Array Logic)
2)集成度大于1000门/每片的HDPLD
FPGA ( Field Programmable Gate Array)
CPLD ( Complex Programmable Logic Device)
:
1)乘积项结构器件:为“与—或”阵列结构,大部分简单PLD和
CPLD都属于这个范畴;
2)查找表结构器件:由查找表组成可编程门,再构成阵列形式,
FPGA属于此类器件。
3. 从编程工艺上分为:
1)熔丝(Fuse)型器件:编程过程就是根据设计的熔丝图文件来烧断对应的熔丝,来达到编程的目的。编程后即使系统断电,它们中存储的编程信息不会丢失。
2)反熔丝(Antifuse)型器件:由Actel公司推出,在编程处通过击穿漏层使得两点之间获得导通。反熔丝PLD抗辐射,耐高低温,功耗低,速度快,在军品和宇航上有较大优势。前两种都属OTP器件。
3)EPROM型:紫外线擦除电可编程逻辑器件,它用较高的编程电压进行编程,当需要再次编程时,用紫外线擦除。前三种较少使用。
4)EEPROM型:电可擦除可编程逻辑器件。CPLD采用此编程工艺。
5)SRAM型:SRAM查找表结构的器件,大部分的FPGA采用此编程工艺。断电后编程信息会丢失,每次上电时,需从器件外部存储器将编程数据重新写入SRAM中。允许无限次编程。
6)Flash(Fastflash)型:即闪存技术,由Actel公司推出。采用此编程工艺的器件,可以实现多次可编程,也可以做到掉电后不需要重新配置。CPLD采用此编程工艺。
第二章 CPLD/FPGA概述
一、简单的PLD 结构
二、 FPGA/CPLD的结构
三、 FPGA/CPLD的基本原理
四、 FPGA的设计方法
五、 FPGA设计流程
二维的逻辑块阵列,构成了PLD器件的逻辑组成核心。
输入/输出块:·连接逻辑块的互连资源
连线资源:由各种长度的连线线段组成,其中也有一些可编程的连接开关,它们用于逻辑块之间、逻辑块输入/输出块之间的连接
一. 简单PLD的结构
任何组合函数都可以表示为与-或表达式:如 F=AB+BCD 。PLD由“与门阵列”和“或门阵列”加上输入输出电路构成。早期的PLD有些是“与”阵列可编程,有些是“或”阵列可编程,还有些是“与”和“或”阵列都可编程。