可编程器件的发展现状及典型公司器件的特点VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页可编程器件的发展现状及典型公司器件的特点可编程逻辑器件英文全称为ProgrammableLogicDevice，即PLD。PLD是作为一种通用集成电路产生的，它的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。可编程逻辑器件是集成电路技术发展的产物。很早以前，电子工程师们就曾设想设计一种逻辑可再编程的器件，但由于集成电路规模的限制，难以实现。二十世纪七十年代，集成电路技术迅猛发展，随着集成电路规模的增大，MSI、LSI出现，可编程逻辑器件才得以诞生和迅速发展。一、可编程器件的发展历史1、第一阶段:PLD诞生及简单PLD发展阶段二十世纪七十年代，熔丝编程的PROM(ProgrammableReadOnlyMemory)和PLA(ProgrammableLogicArray)的出现，标志着PLD的诞生。可编程逻辑器件最早是根据数字电子系统组成基本单元-门电路可编程来实现的，任何组合电路都可用与门和或门组成，时序电路可用组合电路加上存储单元来实现。早期PLD就是用可编程的与阵列和(或)可编程的或阵列组成的。PROM是采用固定的与阵列和可编程的或阵列组成的PLD，由于输入变量的增加会引起存储容量的急剧上升，只能用于简单组合电路的编程。PLA是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成的，克服了PROM随着输入变量的增加规模迅速增加的问题，利用率高，但由于与阵列和或阵列都可编程，软件算法复杂，编程后器件运行速度慢，只能在小规模逻辑电路上应用。现在这两种器件在EDA上已不再采用，但PROM作为存储器，PLA作为全定制ASIC设计技术，还在应用。二十世纪七十年代末，AMD公司对PLA进行了改进，推出了PAL(ProgrammableArrayLogic)器件，PAL与PLA相似，也由与阵列和或阵列组成，但在编程接点上与PAL不同，而与PROM相似，或阵列是固定的，只有与阵列可编程。或阵列固定与阵列可编程结构，简化了编程算法，运行速度也提高了，适用于中小规模可编程电路。但PAL为适应不同应用的需要，输出I/O结构也要跟着变化，输出I/O结构很多，而一种输出I/O结构方式就有一种PAL器件，给生产，使用带来不便。且PAL器件一般采用熔丝工艺生产，一次可编程，修改电路需要更换整个PAL器件，成本太高。现在，PAL已被GAL所取代。以上可编程器件，都是乘积项可编程结构，都只解决了组合逻辑电路的可编程问题，对于时序电路，需要另外加上锁存器，触发器来构成，如PAL加上输出寄存器，就可实现时序电路可编程。2、第二阶段:乘积项可编程结构PLD发展与成熟阶段二十世纪八十年代初，Lattice(莱迪思)公司开始研究一种新的乘积项可编程结构PLD。1985年，推出了一种在PAL基础上改进的GAL(GenericArrayLogic)器件。GAL器件首次在PLD上采用EEPROM工艺，能够电擦除重复编程，使得修改电路不需更换硬件，可以灵活方便地应用，乃至更新换代。第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页在编程结构上，GAL沿用了PAL或阵列固定与阵列可编程结构，而对PAL的输出I/O结构进行了改进，增加了输出逻辑宏单元OLMC(outputLogicMacroCell)，OLMC设有多种组态，使得每个I/O引脚可配置成专用组合输出，组合输出双向口，寄存器输出，寄存器输出双向口，专用输入等多种功能，为电路设计提供了极大的灵活性。同时，也解决了PAL器件一种输出I/O结构方式就有一种器件的问题，具有通用性。而且GAL器件是在PAL器件基础上设计的，与许多PAL器件是兼容的，一种GAL器件可以替换多种PAL器件，因此，GAL器件得到了广泛的应用。目前，GAL器件主要应用在中小规模可编程电路，而且，GAL器件也加上了ISP功能，称ispGAL器件。二十世纪八十年代中期，ALTERA公司推出了EPLD(ErasablePLD)器件，EPLD器件比GAL器件有更高的集成度，采用EPROM工艺或EEPROM工艺，可用紫外线或电擦除，适用于较大规模的可编程电路，也获得了广泛的应用。3、第三阶段:复杂可编程器件发展与成熟阶段二十世纪八十年代中期，Xilinx公司提出了现场可编程(FieldProgrammability)的概念，并生产出世界上第一片FPGA器件，FPGA是现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray)的英文缩写，现在已经成了大规模...