凌乱可编程逻辑器材(CPLD)
凌乱可编程逻辑器材CPLD是在八十年代中期,跟着半导体技能的不断完善,用户对器材的集成度恳求不断前进的办法下翻开起来的商品。
凌乱可编程逻辑器材(CPLD)的出产厂家许多,种类繁复、构造多样,但大多选用了以下两种构造。一种是依据乘积项的CPLD,这种CPLD的逻辑单元沿袭了简略PLD(PAL、GAL等)的乘积项逻辑单元构造,现在大多CPLD都是归于这种类型。这种CPLD对简略PLD 的构造和功用进行了拓宽,CPLD具有更多的乘积项、更多的宏单元和更多的I/O端口。如ALTERA公司的多阵列矩阵MAX系列、FLASHLOGIC和经典系列,以及XILINX公司和LATTICE公司的CPLD商品均选用可编程乘积项构造。近几年,ALTERA公司推出的依据查找表的CPLD,其构造与依据乘积项的CPLD有很大的区别,这种CPLD是依据SRAM技能,逻辑单元选用了查找表LUT来结束各种凌乱的逻辑功用,如ALTERA公司的APEX20K、FLEX十K和FELX8000系列商品。详细运用时,两种商品有各自的特征,这篇文章对这两种器材进行别离介绍。
一、依据乘积项的CPLD的底子构造
依据乘积项的CPLD是由简略PLD的构造演化而来的。CPLD是由多个相似PAL的逻辑块构成,每个逻辑块就恰当于一个PAL/GAL器材,逻辑块之间运用可编程内部连线结束相互联接。但依据乘积项的CPLD比PAL/GAL在集成计划和技能水平上有了很大的前进,呈现了大批构造凌乱、功用更多的逻辑阵列单元办法.,如ALTERA公司的EPM系列器材,ATMEL公司的ATV5000系列器材选用多阵列矩阵MAX(Multiple Array Matrix)构造的大计划CPLD,XILINX公司的XC7000和XC9500系列商品选用通用互连矩阵UIM(Universal Interconnect Matrix)及两层逻辑功用块构造的逻辑阵列单元。出产这种CPLD的公司有多家,各个公司的器材构造千差万别,但通常状况下,都最少包含了三种构造:可编程逻辑块;可编程I/O单元和可编程内部连线。可编程逻辑块是依据简略PLD的乘积项构造,包富含积项、宏单元等,能有用地结束各种逻辑功用。依据乘积项CPLD的底子构造如图1所示。
图1 依据乘积项CPLD的底子构造
二、依据查找表的CPLD的电路构造
ALTERA公司近几年推出的新式CPLD ---FLEX系列商品。打败了固定的与-或逻辑阵列构造的捆绑性,依据查找表的CPLD与依据乘积项的CPLD的构造和简略PLD在构造上有很大的纷歧样,这类商品如ALTERA公司的FLEX 十K系列。FLEX十K系列也是工业界榜首个嵌入式的PLD,选用重复可构造的CMOS SRAM技能,把接连的活络通道互连与一同的嵌入式阵列构造相联络,在芯片上能结束多种凌乱功用。
下面以FLEX 十K系列器材为例, 介绍依据查找表的CPLD的构造。
FLEX 十K器材的构造如图2所示。FLEX 十K系列首要由嵌入式阵列块EAB、逻辑阵列块LAB、I/O单元和活络通道构成。LAB按部队排序,构成大计划紧凑型逻辑阵列。每个LAB由8个逻辑单元LE③构成,逻辑单元LE用于结束各种简略组合逻辑和时序逻辑功用。每个LAB是一个独立构造,具有一同的输入和操控信号,LAB的这种构造有利于布线和前进本钱运用率。在FLEX 十K的每行中有一个嵌入式阵列块EAB,EAB是一种大计划的SRAM本钱,可便本地编程为各种容量的存储单元和结束多种凌乱的逻辑功用。IOE坐落每行每列活络通道互连途径的两头,可作为输入/输出和双向引脚,结束活络的数据输入输出。内部信号互连和器材引脚之间的互连是由一系列贯穿长宽散布于悉数芯片的活络接连通道连线供应。FLEX 十K系列首要器材特性见表1。
表1 FLEX 十K系列首要器材特性
特性 | 供应门数 | 逻辑单元 (LE) | 逻辑阵列块(LAB) | 嵌入式阵列块(EAB) | 总RAM/bit | 最大用户I/O数 | 图2 FLEX 十K器材的构造图
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