原创 CPLD/FPGA基础知识（一）——FPGA的结构

CPLD/FPGA基础知识

1.         CPLD/FPGA的发展现状和发展趋势

发展方向：

l  低电压，大容量，低功耗

l  IP核复用，系统集成

l  动态可重构

一定条件下芯片不仅具有系统重新配置电路功能的特性，还具有在系统动态重构电路逻辑的能力。要求重构时间缩短到ns级。

l  与ASIC互容，结合应用需求，多元化发展

ASIC体积小，功耗低，功能强。

2.         Altera CPLD的基本结构

乘积项结构基础，位于中心的PIA，分布可编程连线四周的LMC，边沿的IOB。每个LMC中有一个触发器，16位乘法器和其他逻辑组成

3.         Altera FPGA的基本结构

LUT结构基础，LAB，可编程行列线，IOB，RAM。

LE是组成的基本单位，由 1个LUT和1个触发器和其他相关逻辑构成，每个LAB由8个LE组成；Xilinx公司的FPGA基本单位是SLICE，2个LUT和2个触发器，每个CLB包含4个SLICE。

4.         CPLD/FPGA的异同

同：都有可编程逻辑逻辑单元，具有组合、时序电路的设计能力。

异：

l  工艺：CPLD是FLASH工艺，掉电数据不丢失；FPGA基于SRAM工艺，数据掉电丢失，需配置存放配置文件的芯片

l  集成度：CPLD集成度（几千到几万）远远低于FPGA的集成度（几万到几百万）；CPLD中的触发器也远远少于FPGA

l  结构：粗粒CPLD分块LMC少，灵活性低，互联为集总式，时间等延迟，可预测；细粒FPGA分块CLB(LAB)多，灵活性高，互联为分布式，延时不可控

l  应用：CPLD适用于控制密度型，组合电路复杂的电路；FPGA适用于数据密集型系统设计，时序电路的设计

5.         Altera CPLD/FPGA 集成开发工具及第三工具介绍

QUARTUSII和Modelsim-as

6.         CPLD/FPGA的设计流程简介及其各个步骤之间的关系