本文主要描述可編程邏輯器件的類型及其優(yōu)點，希望能給初學者們一點幫助?？删幊踢壿嬈骷挠⑽娜Q為：programmable logic device 即PLD。PLD是做為一種通用集成電路產(chǎn)生的，它的邏輯功能按照用戶對器件編程來確定。一般的PLD的集成度很高，足以滿足設(shè)計一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。這樣就可以由設(shè)計人員自行編程而把一個數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，而不必去請芯片制造廠商設(shè)計和制作專用的集成電路芯片了。
可編程邏輯器件的兩種類型：CPLD和FPGA
可編程邏輯器件的兩種主要類型是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和復雜可編程邏輯器件(CPLD)。
在這兩類可編程邏輯器件中，F(xiàn)PGA提供了最高的邏輯密度、最豐富的特性和最高的性能。 現(xiàn)在最新的FPGA器件，如Xilinx Virtex?系列中的部分器件，可提供八百萬"系統(tǒng)門"(相對邏輯密度)。 這些先進的器件還提供諸如內(nèi)建的硬連線處理器(如IBM Power PC)、大容量存儲器、時鐘管理系統(tǒng)等特性，并支持多種最新的超快速器件至器件(device-to-device)信號技術(shù)。 FPGA被應用于范圍廣泛的應用中，從數(shù)據(jù)處理和存儲，以及到儀器儀表、電信和數(shù)字信號處理等。
與此相比，CPLD提供的邏輯資源少得多 - 最高約1萬門。 但是，CPLD提供了非常好的可預測性，因此對于關(guān)鍵的控制應用非常理想。 而且如Xilinx CoolRunner?系列CPLD器件需要的功耗極低。
PLD的優(yōu)點
固定邏輯器件和可編程邏輯器件各有自己的優(yōu)點。 例如，固定邏輯設(shè)計經(jīng)常更適合大批量應用，因為它們可更為經(jīng)濟地大批量生產(chǎn)。 對有些需要極高性能的應用，固定邏輯也可能是最佳的選擇。
然而，可編程邏輯器件提供了一些優(yōu)于固定邏輯器件的重要優(yōu)點，包括：
可編程邏輯器件不需要漫長的前置時間來制造原型或正式產(chǎn)品 - 可編程邏輯器件已經(jīng)放在分銷商的貨架上并可隨時付運。
可編程邏輯器件在設(shè)計過程中為客戶提供了更大的靈活性，因為對于可編程邏輯器件來說，設(shè)計反復只需要簡單地改變編程文件就可以了，而且設(shè)計改變的結(jié)果可立即在工作器件中看到。
可編程邏輯器件允許客戶在需要時僅訂購所需要的數(shù)量，從而使客戶可控制庫存。 采用固定邏輯器件的客戶經(jīng)常會面臨需要廢棄的過量庫存，而當對其產(chǎn)品的需求高漲時，他們又可能為器件供貨不足所苦，并且不得不面對生產(chǎn)延遲的現(xiàn)實。
可編程邏輯器件不需要客戶支付高昂的NRE成本和購買昂貴的掩模組- 可編程邏輯器件供應商在設(shè)計其可編程器件時已經(jīng)支付了這些成本，并且可通過PLD產(chǎn)品線延續(xù)多年的生命期來分攤這些成本。
可編程邏輯器件甚至在設(shè)備付運到客戶那兒以后還可以重新編程。 事實上，由于有了可編程邏輯器件，一些設(shè)備制造商現(xiàn)在正在嘗試為已經(jīng)安裝在現(xiàn)場的產(chǎn)品增加新功能或者進行升級。 要實現(xiàn)這一點，只需要通過因特網(wǎng)將新的編程文件上載到PLD就可以在系統(tǒng)中創(chuàng)建出新的硬件邏輯。
過去幾年時間里，可編程邏輯供應商取得了巨大的技術(shù)進步，以致現(xiàn)在可編程邏輯器件被眾多設(shè)計人員視為是邏輯解決方案的當然之選。
能夠?qū)崿F(xiàn)這一點的重要原因之一是象Xilinx這樣的可編程邏輯器件供應商是"無晶圓制造廠"企業(yè)，并不直接擁有芯片制造工廠，Xilinx將芯片制造工作外包給IBM Microelectronics 和 UMC這樣的主要業(yè)務就是制造芯片的合作伙伴。 這一策略使Xilinx可以集中精力設(shè)計新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、軟件工具和IP核心，同時還可以利用最先進的半導體制造工藝技術(shù)。 先進的工藝技術(shù)在一系列關(guān)鍵領(lǐng)域為PLD提供了幫助：更快的性能、集成更多功能、降低功耗和成本等。 目前Xilinx采用先進的0.13um 低K銅金屬工藝生產(chǎn)可編程邏輯器件，這也是業(yè)界最好的工藝之一。
例如，僅僅數(shù)年前，最大規(guī)模的FPGA器件也僅僅為數(shù)萬系統(tǒng)門，工作在40 MHz。 過去的FPGA也相對較貴，當時最先進的FPGA器件大約要150美元。 然而，今天具有最先進特性的FPGA可提供百萬門的邏輯容量、工作在300 MHz，成本低至不到10美元，并且還提供了更高水平的集成特性，如處理器和存儲器。
同樣重要的是，PLD現(xiàn)在有越來越多的知識產(chǎn)權(quán)(IP)核心庫的支持 - 用戶可利用這些預定義和預測試的軟件模塊在PLD內(nèi)迅速實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 IP核心包括從復雜數(shù)字信號處理算法和存儲器控制器直到總線接口和成熟的軟件微處理器在內(nèi)的一切。 此類IP核心為客戶節(jié)約了大量時間和費用 - 否則，用戶可能需要數(shù)月的時間才能實現(xiàn)這些功能，而且還會進一步延遲產(chǎn)品推向市場的時間。
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