【复杂可编程逻辑器件(CPLD)】
CPLD，全称Complex Programmable Logic Device，是一种高度集成的数字逻辑器件，常用于实现复杂的数字逻辑功能。CPLD相较于早期的PAL（可编程阵列逻辑）和GAL（通用阵列逻辑）器件，具有更高的集成度，提供了更多的输入端、乘积项和宏单元。每个CPLD通常包含多个逻辑块，每个逻辑块相当于一个GAL器件。这些逻辑块之间通过可编程内部连线实现相互连接，增强了设计的灵活性。
**1. 逻辑块**
逻辑块是CPLD的核心部分，负责实现逻辑功能。每个逻辑块包含一个可编程的乘积项阵列，可以配置成各种逻辑门电路。逻辑块内部还设有可编程连线区，可以根据设计需求调整内部连线，使得逻辑块能够灵活地连接到其他逻辑块或I/O单元。
**2. 可编程内部连线**
可编程内部连线是CPLD内部的重要组成部分，它允许逻辑块之间的连接、逻辑块与I/O单元之间的连接以及全局信号的传递。这种连线通常是通过E2CMOS管来实现的，通过编程E2CMOS管的开闭状态，实现线路的连通或断开，从而实现不同逻辑单元之间的逻辑互连。
**3. I/O单元**
I/O单元是CPLD与外部电路通信的接口。每个I/O单元对应一个封装引脚，可以编程设置为输入、输出或双向模式。通过数据选择器控制输出使能信号OE，当OE为高电平时，I/O引脚作为输出使用；反之，作为输入。
【现场可编程门阵列(FPGA)】
FPGA，Field-Programmable Gate Array，是一种基于查找表（LUT）的可编程逻辑器件。与CPLD不同，FPGA使用LUT实现逻辑函数，通常基于SRAM技术，因此在断电后需要重新加载编程数据。
**8.2.1 FPGA实现逻辑功能的基本原理**
FPGA的LUT是基本的逻辑构建单元，通常有4至5个输入和1个输出。通过扩展多个LUT，可以实现更复杂的逻辑函数。LUT内的SRAM存储单元可以配置为任意的布尔函数。加上附加的触发器，FPGA还可以设计时序逻辑电路。
**8.2.2 FPGA结构**
FPGA主要包括三个部分：可编程逻辑块、可编程互联开关和可编程I/O模块。逻辑块内含4输入LUT和D触发器，可以实现逻辑运算和时序逻辑。I/O块则负责输入输出控制，允许引脚设置为输入、输出或双向模式。可编程连线资源通过开关实现不同部分的连接。
**可编程逻辑器件开发过程**
开发CPLD或FPGA项目通常涉及以下步骤：
1. 设计逻辑电路，可以用原理图或硬件描述语言（HDL）描述。
2. 输入电路图并进行连线检查。
3. 逻辑化简和优化，确保设计满足要求。
4. 逻辑功能仿真，若不符合要求，则需要重新设计。
5. 根据选定的特定芯片生成编程数据，考虑延迟信息进行时序仿真。
6. 编程数据写入芯片。对于CPLD，编程数据通常是一次性写入，支持在系统编程（ISP）；而对于FPGA，数据需要在每次上电时从外部PROM加载到设备中。
总的来说，CPLD和FPGA是现代数字系统设计中不可或缺的工具，它们提供了极大的灵活性和设计效率，适用于各种复杂和高性能的应用场景。
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