FPGACPLD结构与应用.ppt

EDA技术实用教程 第3章FPGA CPLD结构与应用 3 1概述 KX康芯科技 图3 1基本PLD器件的原理结构图 KX康芯科技 3 1概述 3 1 1可编程逻辑器件的发展历程 KX康芯科技 3 1概述 3 1 2可编程逻辑器件的分类 图3 2PLD按集成度分类 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 1电路符号表示 图3 3常用逻辑门符号与现有国标符号的对照 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 1电路符号表示 图3 4PLD的互补缓冲器图3 5PLD的互补输入图3 6PLD中与阵列表示 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 1电路符号表示 图3 7PLD中或阵列的表示图3 8阵列线连接表示 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 2PROM 图3 9PROM基本结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 2PROM 图3 10PROM的逻辑阵列结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 2PROM 图3 11PROM表达的PLD阵列图 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 2PROM 图3 12用PROM完成半加器逻辑阵列 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 3PLA 图3 13PLA逻辑阵列示意图 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 3PLA 图3 14PLA与PROM的比较 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 4PAL 图3 16PAL的常用表示 图3 15PAL结构 KX康芯科技 图3 17一种PAL16V8的部分结构图 KX康芯科技 图3 15PAL结构 3 2 5GAL KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 15PAL结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 20寄存器模式组合双向输出结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 21组合输出双向结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 22复合型组合输出结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 23反馈输入结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 24输出反馈结构 KX康芯科技 3 2简单可编程逻辑器件原理 3 2 5GAL 图3 25简单模式输出结构 KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 图3 25简单模式输出结构 KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 图3 27MAX7128S的结构 1 逻辑阵列块 LAB KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 2 宏单元 KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 图3 28共享扩展乘积项结构 3 扩展乘积项 KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 3 扩展乘积项 图3 29并联扩展项馈送方式 KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 4 可编程连线阵列 PIA 图3 30PIA信号布线到LAB的方式 KX康芯科技 3 3CPLD的结构与工作原理 5 I O控制块 图3 31EPM7128S器件的I O控制块 KX康芯科技 3 4FPGA的结构与工作原理 3 4 1查找表逻辑结构 图3 32FPGA查找表单元 图3 33FPGA查找表单元内部结构 KX康芯科技 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 34CycloneLE结构图 KX康芯科技 3 4FPGA的结构与工作原理 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 35CycloneLE普通模式 KX康芯科技 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 36CycloneLE动态算术模式 KX康芯科技 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 37CycloneLAB结构 KX康芯科技 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 38LAB阵列 KX康芯科技 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 39LAB控制信号生成 KX康芯科技 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图2 40快速进位选择链 KX康芯科技 3 4FPGA的结构与工作原理 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 41LUT链和寄存器链的使用 KX康芯科技 3 4FPGA的结构与工作原理 3 4 2Cyclone CycloneII系列器件的结构与原理 图3 42LVDS连接 KX康芯科技 3 5硬件测试技术 3 5 1内部逻辑测试 图3 43边界扫描电路结构 3 5 2JTAG边界扫描测试 KX康芯科技 3 5硬件测试技术 表3 1边界扫描IO引脚功能 3 5 2JTAG边界扫描测试 KX康芯科技 3 5硬件测试技术 图3 44边界扫描数据移位方式 3 5 2JTAG边界扫描测试 KX康芯科技 3 5 2JTAG边界扫描测试 图3 45JTAGBST系统内部结构 KX康芯科技 3 5 2JTAG边界扫描测试 图3 46JTAGBST系统与与FPGA器件关联结构图 KX康芯科技 3 5硬件测试技术 图3 47JTAGBST选择命令模式时序 3 5 2JTAG边界扫描测试 3 5 3嵌入式逻辑分析仪 KX康芯科技 3 6FPGA CPLD产品概述 3 6 1Lattice公司CPLD器件系列 1 ispLSI器件系列 2 ispMACH4000系列 3 LatticeEC ECP系列 KX康芯科技 3 6FPGA CPLD产品概述 3 6 2Xilinx公司的FPGA和CPLD器件系列 2 Spartan Spartan 3 Spartan3E器件系列 5 Xilinx的IP核 3 XC9500 XC9500XL系列CPLD 4 XilinxFPGA配置器件SPROM KX康芯科技 3 6FPGA CPLD产品概述 3 6 3Altera公司FPGA和CPLD器件系列 1 StratixII系列FPGA 5 MAX系列CPLD 3 ACEX系列FPGA 4 FLEX系列FPGA 2 Stratix系列FPGA 6 Cyclone系列FPGA低成本FPGA 7 CycloneII系列FPGA 8 MAXII系列器件 9 Altera宏功能块及IP核 KX康芯科技 3 6FPGA CPLD产品概述 3 6 4Actel公司的FPGA器件 3 6 5Altera公司的FPGA配置方式与配置器件 表3 2AlteraFPGA常用配置器件 KX康芯科技 3 7编程与配置 表3 3图3 48接口各引脚信号名称 KX康芯科技 3 7编程与配置 3 7 1JTAG方式的在系统编程 表3 3图3 48接口各引脚信号名称 KX康芯科技 3 7编程与配置 3 7 1JTAG方式的在系统编程 图3 49多CPLD芯片ISP编程连接方式 KX康芯科技 3 7编程与配置 3 7 2使用PC并行口配置FPGA 图3 50PS模式的FPGA配置时序 KX康芯科技 3 7编程与配置 3 7 3FPGA专用配置器件 图3 51EPCS器件配置FPGA的电路原理图 KX康芯科技 3 7编程与配置 3 7 4使用单片机配置FPGA 图3 52用89C52进行配置 KX康芯科技 3 7编程与配置 3 7 5使用CPLD配置FPGA 使用单片机配置的缺点 1 速度慢 不适用于大规模FPGA和高可靠应用 2 容量小 单片机引脚少 不适合接大的ROM以存储较大的配置文件 3 体积大 成本和功耗都不利于相关的设计 习题 KX康芯科技 习题3 1OLMC有何功能 说明GAL是怎样实现可编程组合电路与时序电路的 习题3 2什么是基于乘积项的可编程逻辑结构 习题3 3什么是基于查找表的可编程逻辑结构 习题3 4FPGA系列器件中的EAB有何作用 习题3 5与传统的测试技术相比 边界扫描技术有何优点 习题3 6解释编程与配置这两个概念 习题3 7请参阅相关资料 并回答问题 如本章给出的归类方式 将基于乘积项的可编程逻辑结构的PLD器件归类为CPLD 将基于查找表的可编程逻辑结构的PLD器件归类为FPGA 那么 APEX系列属于什么类型PLD器件 MAXII系列又属于什么类型的PLD器件 为什么