现场可编程门阵列FPGA基础.ppt

PLD与一般数字芯片的区别：*PLD内部的数字电路可以在出厂后才规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变。一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变。PLD是作为一种通用集成电路产生的，其逻辑功能按照用户对器件编程来确定。一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。2、PLD的发展历史*70年代末：AMD推出了可编程阵列逻辑PAL(ProgrammableArrayLogic)；80年代中：Xilinx公司推出了现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)。Altera公司推出了可擦除的可编程逻辑器件EPLD(EraseProgrammableLogicDevice)，集成度高，设计灵活，可多次反复编程；70年代：出现只读存储器PROM(ProgrammableReadonlyMemory)，可编程逻辑阵列器件PLA(ProgrammableLogicArray)；80年代：Lattice公司推出了通用阵列逻辑GAL(GenericArrayLogic)；90年代初：Lattice公司又推出了在系统可编程概念ISP及其在系统可编程大规模集成器件。3、PLD的基本结构*输入缓冲电路与阵列或阵列输出缓冲电路输入输出4、PLD电路的表示方法及有关符号*AAAF=ABCPLD缓冲表示法01020304BAA1CAPLD与门表示法A(3)PLD或门表示法*F=A+B+C≥1×被删除(开断)单元APLD连接的表示法01B硬线连接02C被编程(接通)单元035、与或阵列*与或阵列是PLD器件中最基本的结构，通过改变“与阵列”和“或阵列”的内部连接就可实现不同的逻辑功能。器件名与阵列或阵列输出电路PROM固定可编程固定PLA可编程可编程固定PAL可编程固定固定GAL可编程固定可组态1、ROM介绍只读存储器(ROM)*ROM是只读内存（Read-OnlyMemory）的简称，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，并且资料不会因为电源关闭而消失。ROM所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。ROM所存数据稳定，断电后所存数据也不会改变；其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。例如：光盘。01022、ROM的结构*A0F0An-1Fm-1W0W2n-1地址译码器存储体字线位线地址译码器*A1A0VCCW0W1W2W3F0F1F2F3V0V1V2V301001110上图是4×4ROM电原理图。若A1A0=01时，使W1为“1”，则三极管V0、V2、V3导通使F0、F2、F3为“1”，而V1截止，故F1输出为“0”。从逻辑电路的角度出发，字线和位线之间构成逻辑“或”的关系。故：F0=W0+W1F1=W0F2=W0+W1+W2+W3F3=W1+W2+W3根据地址译码器的功能可以写出字线的表达式为：代入F0～F3得：A1A1A0A0W0W1W2W3F0F1F2F3≥1≥1≥1≥1将逻辑图画成阵列图：*A1A1A0A0W0W1W2W3F0F1F2F3阵列与阵列或××××××××××3、ROM分类*例如，双极性PROM有两种结构：一种是熔丝烧断型，一种是PN结击穿型。它们只能进行一次性改写，一旦编程完毕，其内容便是永久性的。由于可靠性差，又是一次性编程，目前较少使用。可编程只读存储器（英文：ProgrammableROM，简称：PROM）一般可编程一次。PROM存储器出厂时各个存储单元皆为1，或皆为0。用户使用时，再使用编程的方法使PROM存储所需要的数据。PROMPROM需要用电和光照的方法来编写与存放程序和信息。但仅仅只能编写一次，第一次写入的信息就被永久性地保存起来。(3)OTPROM(2)EPROM*一次编程只读内存（OneTimeProgrammableReadOnlyMemory，OTPR