为了进一步提高 SPLD 器件的速度、性能和集成度, 20 世纪 70 年代末, 80 年代初,出现了复杂可编程逻辑器件。 PAL 器件的发明者, MMI 公司( MonolithicMemoriesInc ) 推出了一款称为 MegaPAL 的 CPLD 器件,其中集成了四个标 准的 PAL 模块。 MegaPAL的缺点是功耗太大。 1984 年, Altera 公司推出了新一代的集成了 CMOS 和 EPROM 工艺 的 CPLD 器件。 CMOS 工艺的运用有利于提高芯片的集成 度,并大量降低功耗;而利用EPROM 单元来进行编程,可以极 大地方便系统的原型设计和产品开发。
在 20 世纪 80 年代初,可编程器件和 ASIC 芯片之间存在 较大的集成度和性能的差距。SPLD 器件和 CPLD 器件具有 很高的可编程性,它们的设计和修改时间都很短,但这些器件 的集成度都较低,无法实现更加复杂的功能。与此相反, ASIC 芯片实现了极高的集成度和复杂的功能,但 ASIC 芯片的价格 十分昂贵,其设计与生产周期也很长。 ASIC 芯片一旦在硅片 上实现,就是不可改变的。
可编程逻辑器件
图 6-13 CPLD 器件和 FPGA 器件的体系结构比较
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在集成度不高的设计中, CPLD 器件往往以价格优势取 胜,而在更高集成度的设计中,FPGA 器件则以较低的总体逻 辑开销取胜。
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6. 4. 2 FPGA 器件的特征 典型的 FPGA 器件的特征参数如表 6-2 所示。随着半导
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6. 2. 1 PROM 器件 第一种 SPLD 器件是 PROM 器件。 PROM 器件于 1970
年问世,主要用来存储计算机的程序指令和常数,但设计人员 也利用 PROM 来实现查找表和有限状态机等一些简单的逻 辑功能。实际上,利用 PROM 器件可以方便地实现任意组合 电路,这是通过一个固定的与阵列和一个可编程的或阵列组 合来实现的。一个具有三输入、三输出的未编程 PROM结 构如图 6-4 所示。在该结构中,与阵列固定地生成所有输入 信号的逻辑小项,而或阵列则通过编程,实现任意小项之和。
