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可编程逻辑器件

发布时间:2012-11-06

可编程逻辑器件


什么是可编程逻辑器件

可编程逻辑器件 英文全称为:programmable logic device 即 PLD。PLD是做为一种通用集成电路产生的,他的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。一般的PLD的集成度很高,足以满足设计一般的数字系统的需要。这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。

可编程逻辑器件

图一:MMI公司于1978年推出的PAL,称为PAL16R6,具有20-pin接脚、引脚,采行DIP封装。

可编程逻辑器件的作用

简单的说,就是你可以通过从新写程序,从新注入到这个器件中达到实现其它的功能。 最常见的,电脑算一个吧。电脑本身除了加法,减法和简单的逻辑运算和,或,非,异或四种。比如我想实现一个功能让电脑完成乘法,实现3×4,我可以通过写程序让3连续加4次就可以完成了。

可编程逻辑器件的两种类型:CPLD和FPGA


CPLD:PAL、GAL仅适合用在约数百个逻辑门所构成的小型电路,若要实现更大的电路则适合用CPLD(Complex PLD,复杂型PLD),一颗CPLD内等于包含了数颗的PAL,各PAL(逻辑区块)间的互接连线也可以进行程序性的规划、烧录,CPLD运用这种多合一(All-In-One)的整合作法,使其一颗就能实现数千个逻辑门,甚至数十万个逻辑门才能构成的电路。

可编程逻辑器件

图二:Altera公司的MAX 7000系列CPLD:EPM7128SLC84-7,该CPLD内有2,500逻辑门可供组态配置。

至于CPLD的程序烧录方式,虽然有些CPLD可以用PAL的烧录器来进行烧录,但这种烧录方式对经常有数百只接脚的CPLD来说并不方便。另一种烧录方式是CPLD已焊于印刷电路板上,之后透过额外的临时外接,或原有线路的内接,使CPLD与个人电脑间能取得连线,由个人电脑以串行或并列方式将新的烧录资料发送到CPLD上,而CPLD内部也具有解码电路能对接收到的资料进行还原解析,之后再进行重新的烧录,以此方式让CPLD内的程序(也可称:电路)获得更新。

FPGA:FPGA运用一种逻辑门式的网格(Grid),这种网格与普通的“闸阵列”相类似,网格可以在FPGA芯片出厂后才进行组态配置的程序性规划。至于为何要称“场式可编程化”就有些难懂了,“场式,Field”对芯片生产厂以外的世界来说是个工程方面的专业术语,然而厂外也是芯片买主的所在处。(言下之意是:不应当以这种艰涩难懂的工程用词来做为芯片产品的推行名称)

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图三:Altera公司的Flex系列FPGA:EF10K20RC240-4,该芯片内有20,000个Cell(逻辑晶格)可供组态配置。

大规模可编程逻辑器件


大规模可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevices)的英文缩写,是EDA得以实现的硬件基础,通过编程,可灵活方便地构建和修改数字电子系统.可编程逻辑器件是集成电路技术发展的产物.很早以前,电子工程师们就曾设想设计一种逻辑可再编程的器件,但由于集成电路规模的限制,难以实现.二十世纪七十年代,集成电路技术迅猛发展,随着集成电路规模的增大,MSI(MediumScaleIntegratedCircuit),LSI(LargeScaleIntegratedCircuit)出现,可编程逻辑器件才得以诞生和迅速发展.
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