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CPLD原理及测试简介.ppt

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复杂可编程逻辑器件(CPLD) 1 CPLD的结构 2 CPLD编程简介
复杂可编程逻辑器件(CPLD) • 与PAL、GAL相比,CPLD的集成度更高,有更多的 输入端、乘积项和更多的宏单元; •CPLD器件内部含有多个逻辑块,每个逻辑块都相当于 一个GAL器件; •每个块之间可以使用可编程内部连线(或者称为可编程 的开关矩阵)实现相互连接。
1 CPLD的结构 更多成积项、更多宏单元、更多的输入信号。 I/O 逻辑块 逻辑块 逻辑块 逻辑块 可 编 程 内 部 连 线 矩 阵 逻辑块 逻辑块 逻辑块 逻辑块 I/O
通用的CPLD器件逻辑块的结构 n 内部 可编 程连 线区 可编 程乘 积项 阵列 乘积 项分 配 宏单元 1 宏单元 2 宏单元 3 · · · 宏单元 m m m 内部 可编 程连 线区 I/O 块 Xilnx XG500: 90个36变量的乘积项,宏单元36个 Altera MAX7000:80个36变量的乘积项,宏单元16个
XG500系列乘积项分配和宏单元 到上一个宏单元 来自上一个宏单元 全局置位 可编程 数据分配 器 乘积项分配电路 全局复位 全局时钟 3 可编程数据 选择器 S6 G1 S7 G2 S8 G3 乘积 项置 位 1 0 M1 G4 乘积项 复位 S1 S2 S3 S4 S5 来自下一个宏单元 到下一个宏单元 3 M2 G5 M4 M5 S D/T CLK R FF M3 到内部可编 程连线区 宏输出 到 I/O 单元 OUT PTOE 到 I/O 单元 乘积项输出使能 OE
可编程内部连线 可编程内部连线的作用是实现逻辑块与逻辑块之间、逻辑块与 I/O块之间以及全局信号到逻辑块和I/O块之间的连接。 连线区的可编程连接一般由 E2CMOS管实现。 当E2CMOS管被编程为导通时, 纵线和横线连通;未被编程为截 止时,两线则不通。 宏单元或 I/O 连线 T E2CMOS 管 内部连线 可编程连接原理图
I/O单元 I/O单元是CPLD外部封装引脚和内部逻辑间的接口。每个 I/O单元对应一个封装引脚,对I/O单元编程,可将引脚定 义为输入、输出和双向功能。 数据选择器 提供OE号。 OE=1, I/O引 脚为输出 到 内 部 可 编 程 连 线 区 来 自 宏 单 元 全 局 输 出 使 能 到其他 I/O 单 元 OUT PTO E r 1 r 0 VCCIN T D1 输入缓冲 VCCIO D2 可编程 上拉 输出缓冲驱 动 O E 摆率 控制 M I/O 可编程 接地 r 到其他 I/O 单元
2 CPLD编程简介 编程过程(Download或Configure):将编程数据写入这些 单元的过程。 编程的实现:由可编程器件的开发软件自动生成的。 用户在开 发软件中 输入设计 及要求。 检查、分析 和优化。完 成对电路的 划分、布局 和布线 生成 编程 数据 文件 写入 CPLD
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