第7章可编程逻辑器件 7.1可编程逻辑器件概述 72可编程逻辑器件基础 01010100 10073通用阵列逻辑GAL 00101010 01010010 10010010 10010101 00101001 101001 2021/2/24 东北大学信息学段
2021/2/24 东北大学信息学院 1 第7章 可编程逻辑器件 7.1 可编程逻辑器件概述 7.2 可编程逻辑器件基础 7.3 通用阵列逻辑GAL
7.1可编程逻辑器件概述 7.11可编程ASIC现状与发展 0专用集成电路ASIC是面向用户特定用途或特定功能 10的大规模、超大规模集成电路。ASIC是其英文 Application Specific Integrated Circuit缩写。 0101 分类:按功能:有数字的、模拟的、数字和模拟混 10010010 10和的。 00按制造方式分:有全定制、半定制AsC、可编程三 种 2021/2/24 东北大学信息学院
2021/2/24 东北大学信息学院 2 7.1.1 可编程ASIC现状与发展 专用集成电路ASIC是面向用户特定用途或特定功能 的大规模、超大规模集成电路。ASIC是其英文 Application Specific Integrated Circuit缩写。 分类：按功能：有数字的、模拟的、数字和模拟混 和的。 按制造方式分：有全定制、半定制ASIC、可编程三 种。 7.1 可编程逻辑器件概述
东北大学 可编程ASIC:用户可在现场对其编程来实现各种特 0定逻辑功能。用户可“自制”大规模数字集成电路。 使用可编程ASC和相应的EDA开发系统,用户可° 00101010 0以借助计算机实现各种实际的电子系统的设计、功 10能模拟、时间摸拟以及系统调试。 10010101 00101001 101001 2021/2/24 东北大学信息学段
2021/2/24 东北大学信息学院 3 可编程ASIC：用户可在现场对其编程来实现各种特 定逻辑功能。用户可“自制”大规模数字集成电路。 使用可编程ASIC和相应的EDA开发系统，用户可 以借助计算机实现各种实际的电子系统的设计、功 能模拟、时间摸拟以及系统调试
7.12可编程ASIC器件分类 ()根据芯片的集成度和结构复杂度分类: 0)1.简单可编程逻辑器件SPLD:集成度小于 00 PALCE2V10或GAL2V10的PLD。它们的特点 00101010 00是都具有可编程的与阵列、不可编程的或阵列输 100逻辑宏单元OLMC和输入输出逻辑单元IoC。 100ate公司的PAL和 PALCE系列、GAL系列等都 0010 属于SPLD 101 2021/2/24 东北大学信息学段
2021/2/24 东北大学信息学院 4 (一) 根据芯片的集成度和结构复杂度分类： ➢ 1 . 简单可编程逻辑器件 SPLD： 集成度小于 PALCE22V10或 GAL22V10的 PLD。它们的特点 是都具有可编程的与阵列、不可编程的或阵列、输 出逻辑宏单元OLMC和输入输出逻辑单元IOC。 Lattice公司的 PAL和PALCE系列、 GAL系列等都 属于SPLD 7.1.2 可编程ASIC器件分类
东北大学 >2.复杂可编程逻辑器件CPLD:集成度大于 PAL22V10或GAL22V10的PLD都可视为CPLD。 0Lac公的ipSI/pLSI100系列和MACH5系 0列,xinx公司的xC9500系列,Aerm公司的 00101010 0MX700系列和MAX90列都是CPLD的代表 100性产品。CPLD在集成度和结构上呈现的特点是具 100更大的与阵列和或阵列,增加了大量的宏单元 和布线资源,触发器的数量明显增加。 10100 2021/2/24 东北大学信息学院
2021/2/24 东北大学信息学院 5 ➢ 2. 复杂可编程逻辑器件CPLD: 集成度大于 PAL22V10或GAL22V10的PLD都可视为CPLD。 Lattice公司的ispLSI / pLSI 1000系列和MACH5系 列，Xilinx公司的 XC9500系列，Altera公司的 MAX7000系列和MAX9000系列都是CPLD的代表 性产品。CPLD在集成度和结构上呈现的特点是具 有更大的与阵列和或阵列，增加了大量的宏单元 和布线资源，触发器的数量明显增加
东北大学 >高速的译码器、多位计数器、寄存器、时序状态机 网络适配器、总线控制器等较大规模的逻辑设计可 00选用CPLD来实现。Latt公司 IsplSI/pLSI3256, 1001010 其集成度达14000个等效PLD门,寄存器数量达480 00100 0101介。Lae公司的iP600列,其集成度达到 102500个等效PLD门且具有320个宏单元。Ater的 MAx90最高集成度可达2400个等效PLD门逻 0010 辑宏单元达1024个。 2021/2/24 东北大学信息学段
2021/2/24 东北大学信息学院 6 ➢ 高速的译码器、多位计数器、寄存器、时序状态机、 网络适配器、总线控制器等较大规模的逻辑设计可 选用CPLD来实现。Lattice公司ispLSI / pLSI 3256， 其集成度达14000个等效PLD门，寄存器数量达480 个。Lattice公司的isP6000系列，其集成度达到 25000个等效PLD门且具有320个宏单元。 Altera的 MAX9000最高集成度可达24000个等效PLD门，逻 辑宏单元达1024个
北大 因此,具有复杂算法的数字滤波器等数字信号处 理单元的逻辑设计也可选用这些具有更高集成度 00CPLD来实现。 10010101 003、0现场可编程逻辑门阵列FPGA 010场可编程门阵列FPGA是集成度和结构复杂 10)最高的可编程ASC。Xinx公司的FPGA C4025有25万个等效PLD门,XC408集成度可 达8.5万个等效PLD门 2021/2/24 东北大学信息学
2021/2/24 东北大学信息学院 7 ➢ 因此，具有复杂算法的数字滤波器等数字信号处 理单元的逻辑设计也可选用这些具有更高集成度 CPLD来实现。 3. 现场可编程逻辑门阵列 FPGA 现场可编程门阵列FPGA是集成度和结构复杂 度最高的可编程ASIC。Xilinx公司的FPGA XC4025有2.5万个等效PLD门，XC4085集成度可 达8.5万个等效PLD门
北大 有资料表明 Xilinx公司最新推出低电压FPGA XCV1000片最大门数可达100万个等效PLD门。 0Acte公司第二代 Anti-fuse FPGA的集成度达万个 10010101 00等效PLD门。 Altera的 FPGA FLEX10K250的集成 010度为25万个等效PLD门。 Xilinx公司的 000036,ct公司的ACT系列, Alteral 10010101 0公司的FLEX80LEX10K和FLEX20K系列等 是FPGA的代表产晶 2021/2/24 东北大学信息学院
2021/2/24 东北大学信息学院 8 ➢ 有 资 料 表 明 Xilinx 公 司 最 新 推 出 低 电 压 FPGA XCV1000 芯片最大门数可达100万个等效PLD门 。 Actel公司第二代Anti-fuse FPGA的集成度达2万个 等效PLD门。Altera的FPGA FLEX10K250的集成 度 为 2 5 万 个 等 效 PLD 门 。 Xilinx 公司的 XC5000/4000系列，Actel公司的ACT系列， Altera 公司的FLEX8000、FLEX10K和FLEX20K系列等 是FPGA的代表产品
北大学 运算器、乘法器、数字滤波器、二维卷积器等具 有复杂算法的逻辑单元和信号处理单元的逻辑设 01010100 0计可选用FPGA实现。Xinx公司和Aena公司最 00新听开发先进的 IP CORE(P核),为FPGA在数 00学系统设计和DSP技术领域的应用提供了范例。 10010010 10010101 00101001 101001 2021/2/24 东北大学信息学段
2021/2/24 东北大学信息学院 9 ➢ 运算器、乘法器、数字滤波器、二维卷积器等具 有复杂算法的逻辑单元和信号处理单元的逻辑设 计可选用FPGA实现。Xilinx公司和Altera公司最 新开发先进的IP CORE（IP核），为FPGA在数 字系统设计和DSP技术领域的应用提供了范例
(二)按制造技术和编程方式进行分类 >1)双极熔丝制造技术的可编程ASIC(Latt的 PAL系列) 1>2) EECMOS制造技术的可编程ASIC( Lattice的 0GAL和 ispLSI/pLSI >3)SRAM制造技术的可编程ASIC( Xilinx的FPGA 1 Altera的FPGA) 0>4)反熔丝制造技术的可编程ASIC( Actel的FPGA)
2021/2/24 东北大学信息学院 10 (二) 按制造技术和编程方式进行分类 ➢ 1) 双极熔丝制造技术的可编程ASIC（Lattice的 PAL系列） ➢ 2) EECMOS制造技术的可编程ASIC（Lattice的 GAL和ispLSI / pLSI） ➢ 3) SRAM制造技术的可编程ASIC（Xilinx的FPGA， Altera的FPGA） ➢ 4) 反熔丝制造技术的可编程ASIC（Actel的FPGA）