cpld第1章(編輯修改稿)
2025-01-18 05:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 仿真和綜合技術(shù)為特征的第三代 EDA技術(shù)，它不僅極大大地提高了系統(tǒng)的設(shè)計效率，而且使設(shè)計者擺脫了大量的輔助性工作，將精力集中于創(chuàng)造性的方案與概念的構(gòu)思上。16數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用167。 可編程邏輯器件 (PLD)的分類LDPLD－ Low Density PLD(低密度可編程邏輯器件）HDPLD－ High Density PLD(高密度可編程邏輯器件） 按集成密度分類可編程邏輯器件 PLD LDPLD （低密度 PLD）HDPLD （高密度 PLD）EPLD FPGACPLDPROM FPLA PAL GAL17數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用 LDPLD主要指早期發(fā)展起來的 PLD，它包括 PROM、 PLA、 PAL和 GAL四種，其集成密度一般小于 700門／片。這里的門是指 PLD等效門。 HDPLD包括 EPLD、 CPLD和 FPGA三種，其集成密度大于 700門／片。隨著集成工藝的發(fā)展， HDPLD的集成密度不斷增加，性能不斷提高。如 Altera公司的EPM9560，其密度為 12023門／片， Lattice公司的pLSI/ispLSl 3320為 14000門／片， AMD公司的 M5—512為 20230門／片， Xilinx公司的 XC4020為 20230門／片，等等。目前集成度最高的 HDPLD可達 25萬門／片。18數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用 按編程方式分類Fuse元件 —— 熔絲元件；Antifuse元件 —— 反熔絲元件；EPROM —— Erasable Programmable Read Only Memory ；E2PROM —— Electrically Erasable Programmable Read Only Memory；SRAM —— Static Random Access Memory .19數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用圖 熔絲元件原理圖 (1)熔絲元件三極管1. 熔絲元件編程原理20數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用圖 熔絲元件原理圖 (2)熔絲元件三極管的 be結(jié)相當(dāng)于接在字線與位線之間的二極管21數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用22數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用 熔絲型可編程邏輯器件 屬于一次性編程 (One Time Programmable，簡稱 OTP)器件，即 OTP器件只允許對器件編程一次，編程后不能修改，其優(yōu)點是集成度高、工作頻率和可靠性高、抗干擾性強。它的主要缺點是熔絲燒斷后不能恢復(fù)，因此只能一次性編程，不能重復(fù)編程和修改。 編程時，如果需要在某處存放信息 “0” ，則只要按地址提供一定的脈沖電流，將該處熔絲燒斷即可。而未熔斷熔絲的地方即表示存放了信息 “1” 。23數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用圖 反熔絲元件結(jié)構(gòu)示意圖2. 反熔絲元件編程原理24數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用 反熔絲型可編程邏輯器件 也屬于一次性編程器件。圖 一層很薄的絕緣層將兩層導(dǎo)體隔開，未編程時兩導(dǎo)體之間是不通的。如欲將某個節(jié)點接通，則用高壓將絕緣層永久性擊穿，使之導(dǎo)通，達到寫 “1” 的目的。 因這種編程方式不是將熔絲燒斷，而是將其熔連，故稱其為 反熔絲 。 25數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用3. EPROM浮柵管編程原理(a) EPROM浮柵管的結(jié)構(gòu)、符號 (b) EPROM外形圖 EPROM浮柵管的結(jié)構(gòu)、符號及外形26數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 CPLD應(yīng)用應(yīng)用 EPROM的存儲單元采用浮柵雪崩注入 MOS管(FAMOS管 )或疊柵注入 MOS管 (SIMOS管 )。圖(a)是浮柵雪崩注入 MOS管示意圖，它是一個 P溝道增強型 MOS管，但柵極完全被 Si02隔離，處于浮置狀態(tài)，因此稱 “ 浮置柵 ” 。浮柵上原本不帶電，因此漏源之間沒有導(dǎo)電溝道，浮柵管完全呈截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)漏源之間加上很高的負電壓
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