可编程逻辑电路设计

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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