SoC与FPGA技术及其应用1.pdf

SSoCC与与FPGAFPGA技术技术及其应用其应用 黄智宇黄智宇博士博士//副教授副教授 重庆邮电大学 第1章PLD/FPGA简介 2 1.1 可编程逻辑器件简介 • 起源：专用集成电路ASIC （Application SpecificSpecific IntegratedIntegrated CircuitCircuit ）） • 主要产品： – PROM – FPLA – PAL – GAL – EPLAEPLA – CPLD – FPGAFPGA 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 3 1.1 可编程逻辑器件简介 • 按照颗粒度分类： – 小颗粒度小颗粒度 – 中颗粒度 – 大颗粒度大颗粒度 • 按照编程工艺分类按照编程工艺分类： – 熔丝（Fuse）和反熔丝（Antifuse ） – 可擦除的可编程只读存储器(UEPROM) – 电信号可擦除的可编程只读存储器（EEPROM） – SRAM编程器件 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 4 1.1 可编程逻辑器件简介 • PLD能做什么？ –– 堆积木般的设计堆积木般的设计 – CPU – 74 电路电路 – …… 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 5 1.2 可编程逻辑器件的发展历史 • 20世纪70年代初到70年代中 • 20世纪70年代中到80年代中 • 2020世纪世纪8080年代到年代到9090年代末年代末 • 20世纪90年代末到目前 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 6 1.3 FPGA/CPLD的基本结构 • 1.3.1 FPGA的基本结构 –– 半定制半定制 – 查找表（LUT） – 配置模式配置模式 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 7 1.3 FPGA/CPLD的基本结构 • 1.3.1 FPGA的基本结构 –– 11.可编程输入可编程输入//输出单元输出单元 （（IOBIOB）） 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 8 1.3 FPGA/CPLD的基本结构 • 1.3.1 FPGA的基本结构 –– 22.可配置逻辑块可配置逻辑块 （（CLBCLB ）） 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 9 1.3 FPGA/CPLD的基本结构 • 1.3.1 FPGA的基本结构 –– 33．数字时钟管理模块数字时钟管理模块 （（DCMDCM）） – 4 ．嵌入式块RAM （BRAM） – 5．丰富的布线资源丰富的布线资源 – 6 ．底层内嵌功能单元 – 7. 内嵌专用硬核 重庆邮电大学研究生部重庆邮电大学研究生部黄智宇黄智宇 10 1.3 FPGA/CPLD的基本结构 • 1.3.2 CPLD的基本结构 –– “与与”“或或”门门，组合逻辑功能组合逻辑功能 – 速度快，规模小 – 乘积项乘积项：灵活灵活。时序简单时序简单、路由性好路由性好 – 使用CPLD的方案的特点： • 逻辑和存储器资源丰富(Cypress Delta39K200的RAM超过480 Kb) ； • 带冗余路