1、2EDA简介与可编程逻辑器件PLD

PLD是可编程逻辑器件1. 什么是PLD可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一类用于实现数字逻辑功能的集成电路。

与传统的固定功能的逻辑门电路不同，PLD可以通过编程来实现不同的逻辑功能。

PLD通常由一个或多个可编程的逻辑门阵列（PAL）和一个或多个可编程的互联网络（PEN）组成。

通过调整PLD中的逻辑阵列和互联网络的编程，可以实现不同的逻辑功能和电路连接。

2. PLD的分类根据逻辑阵列和互联网络的不同结构，PLD可以分为以下几类：2.1 可编程阵列逻辑（Programmable Array Logic，简称PAL）可编程阵列逻辑是较早期的PLD类型，它采用与阵列逻辑（Array Logic）相似的结构。

PAL由一个输入逻辑阵列和一个输出产品项逻辑阵列组成。

输入逻辑阵列根据编程的交叉点来产生AND逻辑函数，输出产品项逻辑阵列则产生OR逻辑函数。

2.2 可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，简称PLA）可编程逻辑阵列是PLD的一种进化形式。

与PAL不同，PLA在输入逻辑阵列和输出产品项逻辑阵列之间加入了可编程的“与阵列”（AND-Plane），从而提供了更大的灵活性。

PLA在实现逻辑功能时，可以通过编程选择使用特定的与阵列。

2.3 具有可编程互联网络的CPLD与FPGA2.3.1 复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，简称CPLD）CPLD是一种相对较大规模的PLD，它不仅包含与阵列和产品项逻辑阵列，还包含了可编程的互联网络。

CPLD的互联网络可用于编程实现更复杂的电路连接。

CPLD通常由多个PAL、PLA、互联网络、时钟管理和输出驱动器等部分组成。

2.3.2 现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，简称FPGA）FPGA是目前最为灵活和功能最强大的PLD类型。

1.3 使用PLD的基础
PLD入门学习单片机要简单的多 有数字电路基础，会使用计算机，就可以进行 PLD的开发。 在实际应用时，还要有电路设计的经验、并具 备些大型电路的基本知识（如计算机等） 开发PLD需要了解两个部分： 1.PLD开发软件 2.VHDL

二. PLD开发工具软件
2.1、 软件概要 可以用自己熟悉的方法完成PLD设计： （原理图输入或HDL语言。） 由于PLD软件已经发展的相当完善，用 户不用详细了解PLD的内部结构 了解PLD开发软件和开发流程。 了解PLD的内部结构，将有助于提高我 们设计的效率和可靠性。（提高阶段）
3）具有层次结构性


VHDL程序在结构的一个特点是将一项工程设 计，或称设计实体(可以是一个元件、一个电 路模块或一个系统)。 对一个设计实体定义后，其他的工程设计中就 可以直接调用这个实体。
4）具有独立于器件的能力



VHDL设计的描述具有相对独立性，与硬件的 结构无关，也不必关心最终设计的目标器件工 艺是什么。 VHDL设计程序的硬件实现目标有广泛的选择 范围，其中包括各系列的CPLD、FPGA及各 种门阵列实现目标。 该特点有利于设计的电路在不同的器件上移植 实现。
2.2、如何获得PLD开发软件软件呢?

许多PLD公司都提供免费试用版或演示版(当然商业版大都是 收费的）， 例如：可以免费从 上下载Altera公司的 QuartusII （web版）。 Xilinx 公司也提供免费软件：ISE WebPack,这套可以从xilinx 网站下载。 Lattice 提供isplever Base版下载，Actel等公司也都有类似的 免费软件提供。 以上免费软件都需要在网上注册申请License文件，如果您对 License的安装还有不清楚，请仔细阅读相关网页上的说明。 通常这些免费软件已经能够满足一般设计的需要，当然，要想 软件功能更强大一些，只能购买商业版软件。

PLD一、概述PLD（programmable logic device)--可编程逻辑器件：PLD是做为一种通用集成电路生产的，他的逻辑功能按照用户对器件编程来高定。

一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。

这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。

二、分类目前和平和使用的PLD产品主要有：1、现场可编程逻辑阵列FPLA（field programmable logic array);2、可编程阵列逻辑PAL（programmable array logic);3、通用阵列逻辑GAL（generic array logic);4、可擦除的可编程逻辑器件EPLD（erasable programmable logic device);5、现场可编程门阵列FPGA（field programmable gate array)。

其中EPLD和FPGA的集成度比较高。

有时又把这两种器件称为高密度PLD。

三、发展历程早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存贮器(PROM)、紫外线可按除只读存贮器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)三种。

由于结构的限制，它们只能完成简单的数字逻辑功能。

其后，出现了一类结构上稍复杂的可编程芯片，即可编程逻辑器件，它能够完成各种数字逻辑功能。

典型的PLD由一个“与”门和一个“或”门阵列组成，而任意一个组合逻辑都可以用“与一或”表达式来描述，所以，PLD能以乘积和的形式完成大量的组合逻辑功能。

这一阶段的产品主要有PAL和GAL。

PAL由一个可编程的“与”平面和一个固定的“或”平面构成，或门的输出可以通过触发器有选择地被置为寄存状态。

PAL器件是现场可编程的，它的实现工艺有反熔丝技术、EPROM技术和EEPROM 技术。

还有一类结构更为灵活的逻辑器件是可编程逻辑阵列(PLA)，它也由一个“与”平面和一个“或”平面构成，但是这两个平面的连接关系是可编程的。

2. Xilinx公司的FPGA和CPLD器件系列
Xilinx公司的CPLD以CoolRunner、XC9500系列为代表 Xilinx公司的FPGA以XC4000、Spartan、Virtex系列为 代表，从XC2000、 XC4000到Spartan和Virtex、 VirtexII pro等系列其性能不断的提高。
改和仿真,不用对印刷板进行修改;
4. 系统集成到可编程逻辑器件以后,可减少印刷板的层次和 缩小印刷板的面积。
FPGA与PAL的比较
1.FPGA有更多的I/O管脚，多达几百条，不会出现PAL逻辑没 有使用完之前，I/O已经用完; 2.有更多的触发器,可以构造许多的寄存器和计数器; 3.可以集成多个PAL; 4.减少印刷板面积,降低系统成本;降低功耗; 5. 系统有较少的元件在印刷板上,可靠性增加; 6. 可重复编程性,PAL只能一次编程,FPGA/CPLD多次编程; 7.加密能力增加。
CPLD/FPGA器件产品简介
1. Lattice 公司CPLD器件系列—ispLSI、ispMACH
系列 ispLSI1000 系列 集成度 2000-8000门 特点以及应用场合 价格便宜，适用于一般数字系统设计，例如网 卡、控制器、高速编程器、游戏机和测试仪器 仪表
ispLSI2000E /2000VL/200 0VE系列
CPLD/FPGA的编程工艺
基于熔丝和反熔丝编程单元
基于电可擦除存储单元的EEPROM或FLASH技术
基于SRAM查找表的编程单元
现场可编程门阵列FPGA的特点
SRAM结构：可以无限次编程，但它属于易失性元件，掉电后 芯片内信息丢失。通电之后，要为FPGA重新配置逻辑 内部连线结构：CPLD的信号通路固定，系统速度可以预测。 而FPGA的内连线是分布在CLB周围，而且编程的种类和编程 点很多，布线相当灵活。 芯片逻辑利用率：由于FPGA的CLB规模小，可分为两个独立 的电路，又有丰富的连线，其逻辑利用率很高。