第7章可编程逻辑器件及其应用综述前面章节介绍的通用型中、小规模数字集成器件用来实现一个复杂的数字系统时,需要较多的集成电路芯片及芯片连线,且功耗大,体积大,可靠性差。可编程逻辑器件较好地解决了这些问题,其应用越来越广泛,并成为代表当今电子产品设计变革的主流器件。本章首先介绍可编程逻辑器件概述和分类,以及可编程逻辑器件的基本结构,然后介绍ALTERA公司的可编程逻辑器件的开发软件MAXPLUSII、设计流程和应用实例。7.1概述数字系统的实现方法经历了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI以及UVISI的飞速发展过程。为了提高系统的可靠性与通用性,微处理器和专用集成电路(ASIC)逐渐取代了通用全硬件LSI电路。从逻辑功能的特点上可以将数字集成电路分为通用型或专用型两类。前面所介绍的中、小规模数字集成电路都属于通用型,具有很强的通用性。从理论上讲,可以用这些通用型中、小规模数字集成电路组成任意复杂的数字系统。但是由于它们的逻辑功能比较简单,并且固定不变,要实现一个复杂的数字系统时,需要较多的集成电路芯片及芯片连线,且功耗大,体积大,可靠性差。为了提高电路的可靠性,减小体积和功耗,出现了专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC),它是为某种专门用途而设计的集成电路。使得设计或制造成本较高,而且设计和制造周期也较长。可编程逻辑器件(PLD)是20世纪70年代发展起来的新型逻辑器件,大致经历了从PROM、PLA、PAL、GAL、EPLD、FPGA、CPLD的发展过程,在结构、工艺、集成度、功能、速度和灵活性方面都有很大的改进和提高。它是作为一种通用型器件来生产的,然而它的逻辑功能又是由用户通过对器件编程来自行设定,可以实现在一片PLD芯片上数字系统的集成,而不必由芯片制造厂商去设计和制作专用集成芯片。PLD具有通用型器件批量大、成本低和专用型器件构成系统体积小,电路可靠的特点。可编程逻辑器件(PLD)被大量地应用在ASIC的制作中,尤其是FPGA/CPLD(现场可编程门阵列/复杂可编程逻辑器件)在EDA基础上的广泛应用,从某种意义上来说,是新的数字系统运转的物理机制又将回到原来的纯数字电路结构,是一种高层次的循环。特别是软/硬IP核产业的迅猛发展,嵌入式通用与标准FPGA/CPLD器件的出现,片上系统(Syste
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