FPGA开发:可编程逻辑器件概述

2024-09-06 13:28

本文主要是介绍FPGA开发:可编程逻辑器件概述,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

PLD

1、什么是PLD?

PLD指Programmable Logic Device,翻译为"可编程逻辑器件"。是20世纪70年代发展起来的一种新的集成电路,是一种半定制的集成电路

PLD具有逻辑功能实现灵活。集成度高、处理速度快的特点。

  • PLD就像是一个可定制的积木盒,里面装满了各种各样的"电子积木"(逻辑门、触发器、寄存器等)。这些积木在盒子里原本没有固定的连接方式,但你可以根据自己的想法,像搭积木一样,将它们连接起来,创造出各种形状的玩具(即实现各种逻辑功能)。当你完成了这个定制过程,这个积木盒(PLD)就变成了一个专为你设计的玩具,能够执行你想要的任何逻辑操作。

2、PLD基本框架

任何组合逻辑表达式都可表达为"与-或"形式,因此通过对与、或阵列编程就可以得到任何我们想要的组合逻辑功能。

PLD基本框架
  • 首先外面信号加进来后,经过输入电路模块后,会得到一个互补输入(假如输入信号为A,经过输入电路模块后,会输出A和A');
  • 来到与门阵列,此模块将所有的互补过的变量根据要求去相与(假如此时有A、A'、B、B'、C、C'这几个变量,通过此模块后会输出若干乘积相,例如:ABC、AB、AC'、B'C'等等);
  • 再到或门阵列,此模块就是将前面输出的若干乘积项按要求相加(继续上述假设,则输出为ABC+AB+AC'+B'C'),最后输出即可。

3、PLD表示方式

由于PLD的与阵列和或阵列的规模很大,为了便于表达,其逻辑图的画法与传统画法不同,具体如下:

  • 连接的表示

其中硬线连接单元被编程接通单元都是指两条线是被连起来的,其区别为前者不可以编程的,后者是可编程的(连或不连可以控制)。

  • 基本门电路的表示

【注意】其中(b)是输出恒等于0的与门结构,通常打个"×"来表示。(d)是实现互补输出的结构。


4、PLD的分类

  • 按集成度

低密度器件:1000门以下为低密度(如PLA、GAL、PROM);

高密度器件:1000门以上为高密度(如CPLD、FPGA);

  • 按PLD结构体系

分为简单PLD(如PAL、GAL)、复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列FPGA。

  • 按照与、或阵列是否可编程
与阵列固定、或阵列可编程PROM
与、或阵列均可编程PLA
与阵列可编程、或阵列固定PAL

 

  • 按逻辑函数实现方式
基于与、或阵列的PLD
基于查表LUT的PLD

这篇关于FPGA开发:可编程逻辑器件概述的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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