大規(guī)模可編程邏輯器件(已修改)
2024-12-20 08:42 本頁面
【正文】 1 可編程邏輯器件： PLDProgrammable Logic Devices：用戶構造邏輯功能。 傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng) 由固定功能標 準集成電路 74/54系 列、 4000、 4500系 列構成。設計無靈 活性 , 芯片種類多， 數(shù)目大。 現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng) 僅由三種標準 積木塊：微處理器、 存貯器和 PLD構成。 即 CPU+RAM+PLD模 式。 PLD的設計是其 核心。 第二章 大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷? 2 80年代初： Lattice公司推出 GAL_Generic Array Logic (第二代）； 167。 可編程邏輯器件概述 一、 PLD的發(fā)展進程 70年代初： PROM、 PLA_Programmable Logic Array （第一代）； 70年代末： AMD 公司推出 PAL_Programmable Array Logic 3 90年代初： Lattice公司提出 ISP_In System Programming 概念，推出 ispLSI。 80年代中： Xilinx公司推出 FPGA_Field Programmable Gates Array； Altera公司推出 EPLD_Erasable Programmable Logic Device； 近年 PLD的發(fā)展： 密度：單片已達 1000萬系統(tǒng)門 速度：達 420MHz以上 線寬：已達 90 nm，屬甚深亞微米技術 （ VDSM—Very Deep Sub Micrometer） 4 高集成度； 高速度； 高可靠； 在系統(tǒng)編程（ ISP_In System Programming ） PLD已占整個 IC產(chǎn)值的 40%以上。 PLD的產(chǎn)量、 集成度每年增加 35%，成本降低 40%。 二、 PLD產(chǎn)品的特點： 5 6 Altera 產(chǎn)品系列主要性能 邏輯單元 用戶 速度等級 RAM（ FF ） I/O （ ns ） （位）APEX II EP2A90 4000k 89280 1140 1,523,712APEX20K EP20K1500E 1500k 51840 808 4 442,368FLEX10K EPF10K10 250k 4992 406 4 24,576FLEX8000 EPF8050 50k 4032 360 3FLEX6000 EPF6024A 24K 1960 218 5MAX9000 EPM9560 12k 560 212 12MAX7000 EPM7256 5k 256 160 10MAX5000 EPM5192 192 64 1Classic EP1810 48 48 20系列 代表產(chǎn)品 可用門數(shù)7 Altera公司千萬門級的 FPGA (SOC): Stratix 8 Xilinx 產(chǎn)品 系列主要性能 C L B / 速度等級 驅動能力 最大用 R A M宏單元 （ ns ） （ mA ） 戶 I / O （位）X C 20 00 X C 20 18 L 1 . 0 K ~ 1 . 5 K 100 172 10 4 74X C 30 00 X C 30 90 5 . 0 K ~ 6 . 0 K 320 928 6 4 144X C 31 00 X C 31 95 / A 6 . 5 K ~ 7 . 5 K 484 1320 8 176X C 40 00 X C 40 63 E X 6 2 K ~ 1 3 0 K 2304 5376 2 12 384 73728X C 52 00 X C 52 15 1 4 K ~ 1 8 K 484 1936 4 8 244X C 62 00 X C 62 64 6 4 K ~ 1 0 0 K 16384 16384 8 512 262KX C 81 00 X C 81 09 8 . 1 K ~ 9 . 4 K 2688 1344 1 24 208X C 72 00 X C 72 72 A 2. 0K 72 126 15 8 72X C 73 00 X C 73 14 4 3. 8K 144 234 7 24 156X C 95 00 X C 95 28 8 6. 4K 288 288 10 24 180系列 代表產(chǎn)品 可用門 FF9 10 11 Xilinx公司千萬門級的 FPGA (SOC): VirtexII Pro 12 Lattice 產(chǎn)品 系列主要性能 速度等級 最大（ ns ） I/OispLSI1000/E isp1048 8k 192 288 5 108ispLSI2022/E/V isp2192 8k 192 192 6 110ispLSI3000 isp3448 20k 320 672 12 224ispLSI5000V isp5512V 24k 512 384 10 384ispLSI6000 isp6192 25k 192 416 15 159ispLSI8000 isp8840 45k 840 1152 312FF系列 代表產(chǎn)品 可用門 宏單元13 PLD工業(yè)市場份額 Total 1998 PLD Market=$ B Total 1999 PLD Market=$ B Source: Dataquest, March 2022 14 從互連延時入手解決系統(tǒng)速度問題 門延時：幾百 ns → 不足 2 ns 互連延時：相對門延時越來越大 線寬 互連延時占系統(tǒng)延時比例 30% 50% 70%三、近年 PLD的發(fā)展熱點 15 1） ISP（ In_System Programmability/ Programming）： 是指對器件、電路板、整個電子系統(tǒng)進 行邏輯重構和修改功能的能力。這種重構可 以在制造之前、制造過程中、甚至在交付用 戶使用之后進行。 傳統(tǒng) PLD：先編程后裝配； ISP PLD：可先編程后裝配，也可先裝配后 編程。 在系統(tǒng)可編程技術（ ISP） 16 設計 設計修改方便，產(chǎn)品面市 速度快，減少原材料成本， 提高器件及板級的可測試性。 制造 減少制造成本，免去單獨編程工序，免去重做印刷電路板的工作
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