可编程逻辑器件技术摘要当今社会是数字化的社会,是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、进展到超大规模集成电路(VLSIC,几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是,随着微电子技术的进展,设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更同意自己设计专用集成电路(ASIC)芯片,而且希望 ASIC 的设计周期尽可能短,最好是在实验室里就能设计出合适的 ASIC 芯片,并且立即投入实际应用之中,因而出现了现场可编程逻辑器(FPLD),其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。本 文 从 FPGA / CPLD 概 述 、 基 于 乘 积 项 PLD/FPGA 结 构 原 理 、 基 于 查 找表 PLD/FPGA 结构与原理和 FPGA/CPLD 开发环境与应用四个方面介绍可编程逻辑控制器技术。关键词:可编程控制器,PLD,FPGA/CPLD,前言PLD 是可编程逻辑器件(Programable Logic Device)的简称,FPGA 是现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array)的简称,两者的功能基本相同,只是实现原理略有不同,所以我们有时可以忽略这两者的区别,统称为可编程逻辑器件或 PLD/FPGA。 PLD 是电子设计领域中最具活力和进展前途的一项技术,它的影响丝毫不亚于 70年代单片机的发明和使用。PLD 能做什么呢?可以毫不夸张的讲,PLD 能完成任何数字器件的功能,上至高性能 CPU,下至简单的 74 电路,都可以用 PLD 来实现。PLD 如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在 PCB完成以后,还可以利用 PLD 的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。使用 PLD 来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少 PCB 面积,提高系统的可靠性。 PLD 的这些优点使得 PLD 技术在 90 年代以后得到飞速的进展,同时也大大推动了EDA 软件和硬件描述语言(HDL)的进步。 早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可按除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)三种。由于结构的限制,它们只能完成简单的数字逻辑功能。 其后,出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片,即可编程逻辑器件(PLD),它能够完成各种数字逻辑功能。典型的 PLD 由一个“与”门和一...