首页 > 技术 > 内容

可编程逻辑器件CPLD的变化:从PAL到PLD

时间:2025-12-08  作者:Diven  阅读:0

PAL之后是PLD,PLD和PAL器件非常相似,但是加入了一些其特性,成为真正的可编程器件,而且更实用。该器件区别于简单PAL器件的主要进步是含有全面可编程宏单元,以及可变乘积项分配。

宏单元提供多种可编程选择,实现乘积和输出。可编程宏单元还能够反馈至阵列或者使用输出引脚作为输入。灵活的PLD宏单元成为实现逻辑功能真正实用的器件,第一款PLD如图1.6所示。

图1.6 第一款PLD示意图

PLD理念进一步扩展便产生了CPLD。与由多个PAL和宏单元构成的PLD相似,CPLD包含多个和I/O引脚连接的PLD逻辑模块,彼此之间通过可编程互连架构进行连接,如图1.7所示。这种措施可在一个器件中提高逻辑数量。

图1.7 CPLD结构图

CPLD中的逻辑模块通常被称为逻辑阵列模块(LAB),每个LAB就像一个PLD。CPLD LAB一般含有4到20个宏单元。LAB中的可编程阵列非常类似于PAL或者PLD阵列。

CPLD和PLD中的可变乘积项分配不同,CPLD LAB中的宏单元通常包括额外的与门逻辑,这些逻辑直接反馈回阵列。这一额外的逻辑可用于形成额外的乘积项,名为扩展项。扩展逻辑产生的额外乘积项可用于当前的宏单元中,以扩展逻辑功能。

其宏单元还可以共享使用扩展项。这样,对于需要乘积项的宏单元而言,只建立一次乘积项即可,而不必每次都建立。这是减少逻辑浪费更高效的方法,如图1.8所示。

图1.8 CPLD LAB中的宏单元

注意:使用扩展项逻辑的缺点是由扩展乘积项导致的额外时延,而使用扩展项逻辑的时延是已知的。放置逻辑和进行时序分析时,应对此进行考虑。

除了LAB,CPLD中的其结构与PAL和PLD相似,但配置更高级。LAB之间的互连被称为可编程互连阵列,即PI或者PIA。PI与PAL和PLD中的可编程阵列相似,使用了相同的编程技术。而PI提供了LAB之间以及LAB和I/O引脚之间数据传送需要的所有走线。

通过PI,任何LAB的输入和输出都可以连接至任一其LAB或者I/O。这是实现非常灵活的可编程器件的关键。CPLD相对于PLD的另一改进是加入了单独的I/O控制模块。在PLD中,I/O引脚直接连接至逻辑。在CPLD中,PI将I/O引脚和器件的主要逻辑分开。I/O引脚有自己的控制逻辑来实现多种特性,任一引脚有多种I/O标准,输入、输出,或者双向工作,并不需要迫使某些引脚只能用做输入。

CPLD相对于PLD最大的优点在于逻辑数量及布线选择。LAB逻辑和PI是全面可编程的,在单片器件中具有很大的设计灵活性。CPLD的I/O特性和功能远远超出了PLD的简单I/O,在I/O怎样工作上提供更多的选项和控制功能。

与PAL和PLD一样,CPLD在电路板上电时即可瞬时接通工作。具有很低的成本,占用了很少的电路板面积。非易失EEPROM编程体系结构使其非常适合使用在系统编程方法进行测试和调试,不需要在电路板上电时对其进行重新编程。目前的Altera CPLD包括MAX 3000和7000系列器件,以及MAX II和MAX IIZ系列。

猜您喜欢


防硫化电阻作为关键电子元件,越来越受到关注。三环集团(CCTC)作为国内知名的电子元件制造商,其防硫化电阻产品以优异的性能和稳定的质量赢得了市场认可。本文将围绕...
2024-12-11 08:06:48
汽车保险丝作为保护电路的重要元件,其规格和品牌选择变得尤为重要。AEM作为汽车电子配件中的知名品牌,其汽车保险丝在市场上受到关注。本文将围绕“AEM汽车保险丝大...
2021-10-14 11:33:30
《LED驱动电源设计100例》是一本专为电子工程师、科技爱好者,以及对LED技术感兴趣的普通读者量身打造的实用指南。这本书汇聚了多种创新设计案例,深入浅出地展示...
2024-06-13 00:00:00
随着电子产品向小型化、轻薄化的趋势发展,UTDFN-4_1X1MM-EP作为一种新型的小型封装技术,逐渐受到设计工程师的青睐。UTDFN(UltraThinDu...
2025-02-24 15:48:02
贴片电阻1204并非指某个具体的阻值,而是指它的尺寸。1204代表的是电阻的长和宽,单位是英寸,转换成公制则是1.2mm x 0.4mm,也常表示为1206公制...
2025-04-14 15:03:17
贴片电阻上的数值标注有时会在下方伴随一条线,这条线代表电阻值的精度为±1%。 没有这条线,则通常表示精度为±5%。精度是指电阻实际值与标称值之间的最大允许偏差。...
2024-11-29 10:25:50
在FPGA系统设计中,按键是最常见的人机交互接口部件。在没有微控制器参与的情况下,FPGA系统中按键的功能相对较弱,通常可以将按键抖动和按键处理结合起来统一考虑...
2020-07-20 17:13:00
粉碎机和研磨机在工业和家庭中都是重要配件,但功能和用途却有所不同。粉碎机主要用于将大块物料迅速粉碎成小颗粒,适合处理硬质物料,如矿石、木材和塑料等。其工作原理通...
2014-09-12 00:00:00
2023年9月15日,智能手机品牌Redmi(红米)即将发布Note 13 Pro系列新机。此系列新品搭载三星2亿像素(200MP)图像传感器ISOCELL H...
2023-09-15 10:13:00
判断贴片电阻好坏的方法有很多,可以根据实际情况选择合适的检测方式。1. 目测: 观察电阻表面是否有烧焦、裂纹、变形等明显的物理损伤。外观完好是基本要求。2. 万...
2024-11-29 10:26:26