【可编程逻辑器件3PPT优秀资料】
可编程逻辑器件（PLD）是电子工程领域中的一种关键组件，主要用于实现定制化的数字逻辑功能。这些器件允许设计者根据需求配置内部结构，以满足特定的电路功能，从而大大提高了设计的灵活性和效率。PLD的发展历程从最初的PROM、EPROM和EEPROM等简单逻辑器件，逐步演变为更复杂的可编程逻辑解决方案，如PAL（可编程阵列逻辑）和GAL（通用阵列逻辑）。
1.1 PLD的演变过程
- PROM（可编程只读存储器）：早期的PLD，结构简单，只能实现基本的逻辑功能。
- EPROM（紫外线可擦除只读存储器）和EEPROM（电可擦除只读存储器）：增加了可重复编程的特性，但仍然受限于其结构。
- PAL（可编程阵列逻辑）：引入了可编程的“与”平面和固定的“或”平面，提供了更多的设计自由度。
- GAL（通用阵列逻辑）：基于EEPROM工艺，具有更高的灵活性，可以实现电可擦除、电可编程，其输出结构为可编程逻辑宏单元。
1.2 FPGA和CPLD
- FPGA（现场可编程门阵列）：通常由查找表（LUT）、SRAM、I/O块和互连资源组成，规模较大，能够替代大量通用集成电路。Xilinx的FPGA基于查找表技术，需要外挂配置存储器（如EEPROM）。
- CPLD（复杂可编程逻辑器件）：结构上，它由乘积项阵列、I/O块和连接资源组成，一般采用Flash工艺。Altera的MAX系列和FLEX系列属于CPLD，而FLEX系列因其技术特点，有时也被称作FPGA。
1.3 FPGA和CPLD的结构与原理
- 逻辑块阵列：FPGA/CPLD的核心组成部分，由多个逻辑单元（如Slices或LEs）组成，每个单元包含LUT、触发器和其他辅助逻辑。
- 输入/输出块：负责与外部电路的交互，支持多种输入输出标准和电气特性。
- 互连资源：包括连线线段和可编程连接开关，用于连接逻辑块和输入/输出块，实现灵活的信号传递路径。
1.4 FPGA与CPLD的优点
- 高灵活性：用户可以根据需要反复编程、擦除和使用，快速迭代设计。
- 设计周期短：不需要制作专用集成电路（ASIC），减少了开发时间和成本。
- 易学易用：有专门的软件工具支持，简化了设计流程，降低了对集成电路知识的要求。
可编程逻辑器件如FPGA和CPLD为数字系统设计提供了极大的便利，通过它们，工程师可以构建复杂、高性能的逻辑系统，而无需从头设计硬件。随着技术的进步，这些器件的功能越来越强大，应用领域也越来越广泛，涵盖了通信、计算、嵌入式系统等多个行业。
