FPGA基础

FPGA

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一、Technical Term（专业术语）

PLD： Programmable Logic Device可编程逻辑器件
DPLD： Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件
FPGA： Field－Programmable Gate Array现场可编程门阵列
GAL：Generic Array Logic通用阵列逻辑
PLA：Programmable Logic Array可编程逻辑阵列
PAL：Programmable Array Logic可编程阵列逻辑
SOPC： System-on-a-Programmable-Chip可编程片上系统  LE：logic element逻辑单元
LUT：Lock up table查找表
SRAM：Static Random Access Memory静态随机存储器
EPROM：Erasable Programmable Read-Only Memory可擦写只读存储器
EEPROM：Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory电可擦除只读存储器
ISP：in-system  Programable 在系统编程
Altera、Xilinx、Lattice、Actel：主要的可编程逻辑器件生产厂家

PLD是20世纪70年代开始发展起来的一种新型大规模集成电路。其逻辑功能可由用户编程指定。PLD特别适宜于构造小批量生产的系统，或在系统开发研制过程中使用。
PAL特点：（1）采用“与”、“或”阵列对电路编程；
   （2）一般采用熔丝工艺，一旦编程后便不能改写；
GAL器件采用高速电可擦CMOS工艺，能反复擦除和改写。特别是在结构上采用了“输出逻辑宏单元”电路，使一种型号的GAL器件可以对几十种PAL器件做到全兼容, 给逻辑设计者带来了更大的灵活性。
FPGA是改变内部连接的布线来编程。
ISP:CPLD的设计是修改具有固定内部连接电路的逻辑功能来编程。

二、PLD Type（PLD类型）
1.按集成度来划分，分为高密度和低密度PLD器件。
1）集成度小于1000 门/每片的LDPLD,又称简单PLD。
2）集成度大于1000门/每片的HDPLD
2.从结构上可分为：
1）乘积项结构器件：为“与—或”阵列结构，大部分简单PLD和CPLD都属于这个范畴；
2）查找表结构器件：由查找表组成可编程门，再构成阵列形式， FPGA属于此类器件。
3.从编程工艺上分为：
1）熔丝(Fuse)型器件：编程过程就是根据设计的熔丝图文件来烧断对应的熔丝，来达到编程的目的。编程后即使系统断电,它们中存储的编程信息不会丢失。
2）反熔丝(Antifuse)型器件：由Actel公司推出，在编程处通过击穿漏层使得两点之间获得导通。反熔丝PLD抗辐射，耐高低温，功耗低，速度快，在军品和宇航上有较大优势。
3）EPROM型：紫外线擦除电可编程逻辑器件，它用较高的编程电压进行编程，当需要再次编程时，用紫外线擦除。
4）EEPROM型：电可擦除可编程逻辑器件。CPLD采用此编程工艺
5）SRAM型：SRAM查找表结构的器件，大部分的FPGA采用此编程工艺。断电后编程信息会丢失，每次上电时，需从器件外部存储器将编程数据重新写入SRAM中。允许无限次编程。
6）Flash（Fastflash）型：即闪存技术，由Actel公司推出。采用此编程工艺的器件，可以实现多次可编程，也可以做到掉电后不需要重新配置。CPLD采用此编程工艺。