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可编程逻辑电路设计
2023-04-04 477次


  可编程逻辑(Programmable Logic)是指可编程逻辑器件实现的一种提供多种功能的电路逻辑。相对于固定逻辑,可编辑逻辑有很多优点。首先,可编程逻辑灵活性相对很高,可以将所需要的功能通过编程随时改变;其次,可编程逻辑电路的开发周期相对于固定逻辑电路(如ASIC)要短,开发成本也相对较低;最后,可编程逻辑电路有很好的可扩展性,可进行后期的功能更新和升级。固定逻辑器件适合大批量的规模化应用,对于一些对性能要求非常高的电路,固定逻辑电路要比可编程逻辑电路更加适合。

  第一个商业化的可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD),是由Monolithic内存公司推出的可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic,PAL)。近年来可编程逻辑器件的市场销售份额增长迅速,其功能也越来越多样化,高性能可编程器件也开始逐步普及。

  目前的PLD主要可以分为3类。1、通用阵列逻辑(Generic Array Logic, GAL):是以PAL为基础发展起来的,由莱迪思半导体公司所发明。GAL与PAL特性相同,但GAL可以对电路组态、配置进行反复烧录和清除,而PAL只可以烧录一次。2、CPLD(Complex PLD):相对于PAL、GAL这种适合小型逻辑功能的电路,CPLD能实现更大的电路。一个CPLD内部通常有数个PAL,各PAL间的互连线也可以根据需求进行烧录。现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA):是在门阵列技术的基础上,不断创新发展出来的。

  PLD中除了逻辑部分,也包含存储部分。数据储存的载体主要有硅反熔丝(Silicon Antifuses)、SRAM、EPROM或EEPROM 和闪速存储器(Flash Memory,也称闪存)几种。

  当前PLD的开发主要采用计算机编程方式实现,源代码用硬件描述语言(Hardware Description Language,HDL)来编写。硬件描述语言以VHDL与Verilog HDL 最为有名。

  PLD可编程器件的发展方向是高密度、高速度、低功耗。随着PLD的设计规模越来越大,电子设计自动化(EDA)已经成为其主要设计手段。

 

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