PLD是可编程逻辑器件qzd.docx

   PLD是是可编程程逻辑器器件（PProggrammablle LLogiic DDeviice）的的简称，FFPGAA是现场场可编程程门阵列列（Fiieldd Prrogrramaablee Gaate Arrray))的简称称，两者者的功能能基本相相同，只只是实现现原理略略有不同同，所以以我们有有时可以以忽略这这两者的的区别，统统称为可可编程逻逻辑器件件或PLLD/FFPGAA   PPLD是是电子设设计领域域中最具具活力和和发展前前途的一一项技术术，它的的影响丝丝毫不亚亚于700年代单单片机的的发明和和使用PLD能能做什么么呢？可可以毫不不夸张的的讲，PPLD能能完成任任何数字字器件的的功能，上上至高性性能CPPU,下下至简单单的744电路，都都可以用用PLDD来实现现PLLD如同同一张白白纸或是是一堆积积木，工工程师可可以通过过传统的的原理图图输入法法，或是是硬件描描述语言言自由的的设计一一个数字字系统通通过软件件仿真，我我们可以以事先验验证设计计的正确确性在在PCBB完成以以后，还还可以利利用PLLD的在修改改能力，随随时修改改设计而而不必改改动硬件件电路使使用PLLD来开开发数字字电路，可可以大大大缩短设设计时间间，减少少PCBB面积，提提高系统统的可靠靠性。

PLDD的这些些优点使使得PLLD技术术在900年代以以后得到到飞速的的发展，同同时也大大大推动动了EDDA软件件和硬件件描述语语言（HHDL))的进步步如何使用用PLDD呢？其其实PLLD的使使用很简简单，学学习PLLD比学学习单片片机要简简单的多多，有数数字电路路基础，会会使用计计算机，就就可以进进行PLLD的开开发不不熟悉PPLD的的朋友，可可以先看看一看可可编程逻逻辑器件件的发展展历程    开发PPLD需需要了解解两个部部分：11.PLLD开发发软件 2.PPLD本本身 1.PLLD开发发软件     由于PLLD软件件已经发发展的相相当完善善，用户户甚至可可以不用用详细了了解PLLD的内内部结构构，也可可以用自自己熟悉悉的方法法：如原原理图输输入或HHDL语语言来完完成相当当优秀的的PLDD设计所所以对初初学者，首首先应了了解PLLD开发发软件和和开发流流程了了解PLLD的内内部结构构，将有有助于提提高我们们设计的的效率和和可靠性性    如何获获得PLLD开发发软件软软件呢??   许多PPLD公公司都提提供免费费试用版版或演示示版(当当然商业业版大都都是收费费的），例例如：可可以免费费从m 上下下载Allterra公司司的 uarrtussII （weeb版），或或向其代代理商索索取这套套软件。

Xilinx 公司也提供免费软件：ISE WebPack,这套可以从xilinx网站下载Lattice 提供isplever Base版下载，Actel等公司也都有类似的免费软件提供以上免费软件都需要在网上注册申请License文件，如果您对License的安装还有不清楚，请仔细阅读相关网页上的说明，也可以下载这篇文档：EDA软件的license管理与安装 通常这些免费软件已经能够满足一般设计的需要，当然，要想软件功能更强大一些，只能购买商业版软件 如果您打打算使用用VHDDL或VVeriilogg HDDL硬件件描述语语言来开开发PLLD/FFPGAA,通常常还需要要使用一一些专业业的HDDL开发发软件,,这是因因为FPPGA厂厂商提供供的软件件的HDDL综合合能力一一般都不不是很强强,需要要其他软软件来配配合使用用,详细细情况可可以通过过浏览::开发软软件栏目目获得等等多信息息.    对于PPLD产产品，一一般分为为：基于于乘积项项（Prroduuct--Terrm）技技术，EEEPRROM（或或Flaash）工工艺的中中小规模模PLDD，以及及基于查查找表（LLookk-Upp taablee）技术术，SRRAM工工艺的大大规模PPLD//FPGGA。

EEEPRROM工工艺的PPLD密密度小，多多用于55,0000门以以下的小小规模设设计，适适合做复复杂的组组合逻辑辑，如译译码SSRAMM工艺的的PLDD(FPPGA))，密度度高，触触发器多多，多用用于100,0000门以以上的大大规模设设计，适适合做复复杂的时时序逻辑辑，如数数字信号号处理和和各种算算法如如希望进进一步了了解PLLD/FFPGAA结构与与原理，请请点击此此处 目前有多多家公司司生产CCPLDD/FPPGA，最最大的三三家是：：ALTTERAA，XILLINXX，Lattticce, 您可以以参阅PPLD厂厂商栏目目获得更更多信息息 2.PLLD/FFPGAA的分类类和使用用    在PLLD/FFPGAA开发软软件中完完成设计计以后，软软件会产产生一个个最终的的编程文文件（如如 .ppof ）如如何将编编程文件件烧到PPLD芯芯片中去去呢？    1.对对于基于于乘积项项（Prroduuct--Terrm）技技术，EEEPRROM((或Fllashh)工艺艺的PLLD（如如Altteraa的MAAX系列列，Laattiice的的大部分分产品，XXiliinx的的XC995000，Cooolrrunnner系系列)， 厂家提提供编程程电缆，电电缆一端端装在计计算机的的并行打打印口上上，另一一端接在在PCBB板上的的一个十十芯插头头，PLLD芯片片有四个个管脚（编编程脚）与与插头相相连。

如如图）             下载 ALTERA 编程电缆（Byteblaster MV）的数据手册 下载 Xilinx编程电缆的电路原理图下载 Lattice的电缆资料它向系统统板上的的器件提提供配置置或编程程数据，这这就是所所谓的在可编编程（IISP，如如下图）BByteeblaasteer使用用户能够够独立地地配置PPLD器器件，而而不需要要编程器器或任何何其它编编程硬件件编程程电缆可可以向代代理商购购买，也也可以根根据厂家家提供的的编程电电缆的原原理图自自己制作作，成本本仅需一一，二十十元 早期的的PLDD是不支支持ISSP的，它它们需要要用编程程器烧写写目前前的PLLD都可可以用IISP在编程程，也可可用编程程器编程程这种种PLDD可以加加密，并并且很难难解密，所所以常常常用于单单板加密密                         1.将PLD焊在PCB板上        2.接好编程电缆         3.现场烧写PLD芯片    2.对对于基于于查找表表（LUUT，LLookk-Upp taablee）技术术，SRRAM工工艺的FFPGAA（如AAlteera的的所有FFPGAA，如AACEXX，Cyycloone,,Strratiix系列列，Xiilinnx的所所有FPPGA，如如Spaartaan,VVirttex系系列，LLattticee的ECC/ECCP系列列等），由由于SRRAM工工艺的特特点，掉掉电后数数据会消消失，因因此调试试期间可可以用下下载电缆缆配置PPLD器器件，调调试完成成后，需需要将数数据固化化在一个个专用的的EEPPROMM中（用用通用编编程器烧烧写，也也有一些些可以用用电缆直直接改写写），上上电时，由由这片配配置EEEPROOM先对对FPGGA加载载数据，十十几个毫毫秒到几几百个毫毫秒后，FFPGAA即可正正常工作作。

亦亦可由CCPU配配置FPPGA))但SSRAMM工艺的的PLDD一般不不可以直直接加密密   33.还有有一种反反熔丝（AAntii-fuuse）技技术的FFPGAA，如AActeel，uicckloogicc的部分分产品就就采用这这种工艺艺但这这种的PPLD是是不能重重复擦写写，需要要使用专专用编程程器，所所以开发发过程比比较麻烦烦，费用用也比较较昂高但但反熔丝丝技术也也有许多多优点：：布线能能力更强强，系统统速度更更快，功功耗更低低，同时时抗辐射射能力强强，耐高高低温，可可以加密密，所以以在一些些有特殊殊要求的的领域中中运用较较多，如如军事及及航空航航天 为了解解决反熔熔丝FPPGA不不可重复复擦写的的问题，AActeel等公公司在990年代代中后期期开发了了基于FFlassh技术术的FPPGA，如如ProoASIIC系列列，这种种FPGGA不需需要配置置，数据据直接保保存在FFPGAA芯片中中，用户户可以改改写（但但需要110几伏伏的高电电压）   随随着技术术的发展展，在220044年以后后，一些些厂家推推出了一一些新的的PLDD和FPPGA，这这些产品品模糊了了PLDD和FPPGA的的区别。

例例如Allterra最新新的MAAXIII系列PPLD，这这是一种种基于FFPGAA（LUUT）结结构，集集成配置置芯片的的PLDD，在本本质上它它就是一一种在内内部集成成了配置置芯片的的FPGGA，但但由于配配置时间间极短，上上电就可可以工作作，所以以对用户户来说，感感觉不到到配置过过程，可可以传统统的PLLD一样样使用，加加上容量量和传统统PLDD类似，所所以allterra把它它归作PPLD 还有像像Lattticce的XXP系列列FPGGA，也也是使用用了同样样的原理理，将外外部配置置芯片集集成到内内部,在在使用方方法上和和PLDD类似，但但是因为为容量大大，性能能和传统统FPGGA相同同，也是是LUTT架构，所所以Laattiice仍仍把它归归为FPPGA     怎么样样？对PPLD//FPGGA的使使用有了了一定的的了解了了吧，如如有疑问问，可在在本站论论坛：新新手入门门栏目上上提出上上提出，大大家一起起讨论 PLD//FPGGA 结结构与原原理初步步（二）  一.查找找表（LLookk-Upp-Taablee)的原原理与结结构 采用这种种结构的的PLDD芯片我我们也可可以称之之为FPPGA：：如allterra的AACEXX,APPEX系系列,xxiliinx的的Spaartaan,VVirttex系系列等。

查找表（LLookk-Upp-Taablee)简称称为LUUT，LLUT本本质上就就是一个个RAMM 目目前FPPGA中中多使用用4输入入的LUUT，所所以每一一个LUUT可以以看成一一个有44位地址址线的116x11的RAAM 当用户户通过原原理图或或HDLL语言描描述了一一个逻辑辑电路以以后，PPLD//FPGGA开发发软件会会自动计计算逻辑辑电路的的所有可可能的结结果，并并把结果果事先写写入RAAM,这这样，每每输入一一个信号号进行逻逻辑运算算就等于于输入一一个地址址进行查查表，找找出地址址对应的的内容，然然后输出出即可下面是一一个4输输入与门门的例子子，实际逻辑辑电路LUT的的实现方方式a,b,,c,dd 输入入逻辑输出出地址RAM中中存储的的内容000000000000000110000110.....0...0111111111111  二.基于于查找表表（LUUT)的的FPGGA的结结构 我们看一一看xiilinnx SSparrtann-III的内部部结构，如如下图：：xiliinx Spaartaan-III 芯芯片内部部结构Slicces结结构Sparrtann-III主要包包括CLLBs，II/O块块，RAAM块和和可编程程连线（未未表示出出）。

在在spaartaan-III中，一一个CLLB包括括2个SSlicces,,每个sslicces包包括两个个LUTT，两个个触发器器和相关关。