首页 > 技术 > 内容

可编程逻辑器件CPLD的变化:从PAL到PLD

时间:2026-01-07  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


湿手器是现代化的卫生设备,专为解决洗手后手部湿润的问题而设计。工作原理简单高效,用户只需将洗净的手放入湿手器内,设备便会迅速通过温暖的气流将水分蒸发,确保手部在...
2009-05-17 00:00:00
电子电路和电气工程领域,电阻和电流是两个基本且密切相关的概念。很多人会疑惑,电阻的功率越大,电流是不是也越大?本文将围绕“电阻功率大电流越大吗”这一主题,系统分...
2025-11-27 17:00:36
如今这个手机不离手的时代,电池续航能力成为了用户最关心的问题。频繁充电、过度放电都会加速电池老化,缩短手机使用寿命。为了解决用户的这一痛点,我们推出了这款电池充...
2023-12-31 00:00:00
量油尺是用于测量油罐或其容器内油液高度的工具,应用于石油、化工等行业。根据不同的应用需求,量油尺可以分为以下几类:按照材质分类,量油尺可以分为金属量油尺和塑料量...
2009-10-12 00:00:00
瓷管电阻是应用于电子设备中的被动元件,优良的电气性能和耐高温特性而受到青睐。瓷管电阻的主要功能是限制电流流动并分配电压,通常用于高压和高频的应用场合。电子技术的...
2025-04-13 22:01:42
计量泵是用于精确输送液体的设备,应用于化工、制药、食品等行业。根据不同的工作原理和应用需求,计量泵主要可以分为以下几类。按工作原理分类,计量泵可分为机械式计量泵...
2018-09-27 00:00:00
对元器件的性能和稳定性要求越来越高。作为电子元件行业的重要组成部分,薄膜电阻高精度、高稳定性和低噪声等特点,应用于各种电子设备中。ROHM(罗姆)作为全球知名的...
2012-08-17 03:52:49
在电子领域,贴片电阻无处不在。然而,辨识其阻值往往让人头疼。各种复杂的编码规则,很容易让人眼花缭乱。现在,有了贴片电阻代码查询工具,一切都变得简单起来。这款工具...
2024-11-26 11:29:55
发光二极管(LED,Light Emitting Diode)是能够将电能转化为光能的半导体器件,应用于照明、显示和指示等领域。了解发光二极管的工作原理及其短路...
2025-04-04 20:01:08
ADI 公司发布的电路笔记 CN-0540,介绍了用于 IEPE 传感器的 24 位数据采集系统参考设计,涵盖电路功能、设计细节、性能测试等方面,为相关领域工程...
2025-02-08 17:24:00