《EDA工程实践》第二章 FPGA／CPLD结构与应用

第2章 FPGA/CPLD结构与应用

第2章 FPGA／CPLD结构与应用

EDA技术讲义 相关专业名词少 2 EDA: Electronic Design Automation电子设计自动化 GAL: Generic Array Logic通用阵列逻辑 PLD: Programmable logic device可编程逻辑器件 2CPLD: Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件 FPGA: Field Programmable Gate Array现场可编程门阵列 EPLD: Erasable programmable logic device可擦除可编程逻辑器件 AsIC: Application Specific Integrated Circuit特定用途集成电路 VHDL: Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language 超高速集成电路硬件描述语言

EDA技术讲义 GAL: Generic Array Logic 通用阵列逻辑 相关专业名词 EDA：Electronic Design Automation 电子设计自动化 PLD：Programmable Logic Device 可编程逻辑器件 CPLD：Complex Programmable Logic Device 复杂可编程逻辑器件 EPLD：Erasable Programmable Logic Device 可擦除可编程逻辑器件 FPGA：Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列 VHDL：Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language 超高速集成电路硬件描述语言 ASIC：Application Specific Integrated Circuit 特定用途集成电路

EDA技术讲义 2.1概迷 图2-1基本PLD器件的原理结构图 输入 输入 输出 缓冲 阵 缓冲 输出 电路 列 或阵列 电路

EDA技术讲义 2.1 概 述 输入 缓冲 电路 与 阵 列 或 阵 列 输出 缓冲 电路 输 入 输 … … 出 图2-1 基本PLD器件的原理结构图

EDA技术讲义 211可编程逻辑器件的发展历程 改进的己 器件 和>器件 内嵌复杂 器件 功能模块 件 的SOPC 70年代 80年代 90年代

EDA技术讲义 2.1.1 可编程逻辑器件的发展历程 70年代 80年代 90年代 PROM 和PLA 器 件 改 进 的PLA 器 件 GAL 器 件 FPGA 器 件EPLD 器 件 CPLD 器 件 内嵌复杂 功能模块 的SOPC

EDA技术讲义 212可编程逻辑器件的分类 图2-2按集成度(PLD)分类 可编程逻辑器件(PLD) 简单PLD 复杂PLD PROM PLA PAL GAL CPLD FPGA

EDA技术讲义 2.1.2 可编程逻辑器件的分类 图2-2 按集成度(PLD)分类 可编程逻辑器件（PLD） 简单 PLD 复杂 PLD PROM PLA PAL GAL CPLD FPGA

EDA技术讲义 2,2简单PLD原理 22.1电路符号表示 图2-3常用逻辑门符号与现有国标符号的对照 非门 与门 或门 异或门 常用符号 断号不 遇辑表达式F=TAF=AB F=A+B F=A⊕B

EDA技术讲义 2.2 简单PLD原理 2.2.1 电路符号表示 图2-3 常用逻辑门符号与现有国标符号的对照

EDA技术讲义 221电路符号表示 A A A A F=ABD DO-A A BC D 图2-4PLD的互补缓冲器图2-5PLD的互补输入图2-6PLD中与阵列表示 A+C A B C D 末连接 固定连接可编程连接 图27PLD中或阵列的表示 图28阵列线连接表示

EDA技术讲义 2.2.1 电路符号表示 图2-4PLD的互补缓冲器 图2-5 PLD的互补输入 图2-6 PLD中与阵列表示 图2-7 PLD中或阵列的表示 图2-8 阵列线连接表示

EDA技术讲义 2.2.2 PROM 图29PROM基本结构: 地址 存储单元 译码器|w, 阵列 n-1 其逻辑函数是: O

EDA技术讲义 2.2.2 PROM 地址 译码器 存储单元 阵列 … … … A0 A1 An−1 W0 W1 Wp−1 F0 F1 Fm−1 n p = 2 图2-9 PROM基本结构： 2 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 ... W A A A W A A A W A A A n n n n =  =  =  − − − 其逻辑函数是： −

EDA技术讲义 2.2.2 PROM 图2-10PROM的逻辑阵列结构 Ao 与阵列 A1 或阵列 F (不可 编程)LW (可编程): P 2 逻辑函数表示: F=M,W,+∵+M,AW,+M 0.0″0 p-1,1p +,tmi 0 10 Fm-1=Mp-Im-wp-1+.+M1 m-1+Mom-o

EDA技术讲义 2.2.2 PROM 图2-10 PROM的逻辑阵列结构 与阵列 （不可 编程） 或阵列 （可编程） … … … A0 A1 An−1 W0 W1 Wp−1 F0 F1 Fm−1 n p = 2 1 1, 1 1 1, 1 1 0, 1 0 1 1,1 1 1,1 1 0,1 0 0 1,0 1 1,0 1 0,0 0 F M W M W M W F M W M W M W F M W M W M W m p m p m m p p p p − − − − − − − − − − = + + + = + + + = + + +     逻辑函数表示：

EDA技术讲义 2.2.2 PROM 图2-12用PROM完成半加器逻辑阵列 图2-11PROM表达的PLD图阵列 或阵列 (可编程) 或阵列 (可编程) A, AI Ao A 与阵列(固定) F A1A1 Ao 与阵列(固定) FF F0=A041+A041 Fl=AlA0

EDA技术讲义 2.2.2 PROM 图2-11 PROM表达的PLD图阵列 与阵列（固定） 或阵列 （可编程） A1 A0 A1 A1 A0 A0 F1 F0 图2-12 用PROM完成半加器逻辑阵列 与阵列（固定） 或阵列 （可编程） A1 A0 A1 A1 A0 A0 F1 F0 1 1 0 0 0 1 0 1 F A A F A A A A = = +