FPGA 第零章 PLD发展概述
超大规模继承电路设计方法
①. 层次化设计
②. 自顶向下的设计
FPGA基本结构
FPGA由可编程逻辑块(CLB)、输入/输出模块(10B)及可编程互连资源(PIR)等三种可编程电路和一个SRAM结构的配置存储单元组成。
①. 可编程逻辑块(CLB):主要由逻辑函数发生器、触发器、数据选择器等电路组成。
②. 输入/输出模块(IOB):主要由输入触发器、输入缓冲器和输出除法/锁存器、输出缓冲器组成,每个IOB控制一个引脚,它们可被配置为输入、输出或双向I/O功能。
③. 可编程互连资源(PIR):由许多金属线段构成,这些金属线段带有可编程开关,通过自动布线实现各种电路的连接。实现FPGA内部的CLB和CLB之间、CLB和IOB之间的连接。
CPLD:MAX7000系列
主要包括:
①. 逻辑阵列块;
②. 宏单元;
③. 扩展/并行乘积项;
④. 可编程连线阵列;
⑤. IO控制块。
PLD设计
特性 | CPLD(复杂可编程逻辑器件) | FPGA(现场可编程逻辑门阵列) |
---|---|---|
结构工艺 | 乘积项结构 | 查找表加寄存器结构 |
触发器量 | 少 | 多 |
规模和复杂度 | 规模小,复杂度低 | 规模大,复杂度高 |
时延 | Pin-Pin延时固定 | Pin-Pin延时不可预测 |
编程灵活性 | 灵活性小 | 灵活性大 |
功耗 | 大 | 小 |
编程方式 | 基于EEPROM或者FLASH编程,掉电信息不丢失 | 基于SRAM编程,掉电信息丢失 |
保密性 | 好 | 差 |
成本 | 低 | 高 |
一些名词解释
①.VHDL:超高速集成电路硬件描述语言
Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language
②. FPGA:现场可编程逻辑门阵列
Field-Programmable Gate Array
③. RTL:寄存器传输级
Register-Transfer Level
④. SOPC:可编程片上系统
System-on-a-Programmable-Chip
⑤. EAB:嵌入式阵列块
Embedded Array Block
⑥. LAB:逻辑阵列块
Logic Array Block
⑦. EDA:电子设计自动化
Electronic Design Automation
PLD设计流程
设计输入:原理图输入、状态图输入、波形图输入和HDL文本输入
EDA工具组成
①. 仿真器(Simulator)
②. 综合器(Synthesizer)
③. 配置器(Place and Routing,P&R)