"浅谈可编程逻辑器件的发展历程" 可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)是数字集成电路的一种,它可以根据用户的需要进行编程和配置,以实现特定的数字逻辑功能。PLD的发展历程可以追溯到20世纪60年代,但早期的PLD器件只能完成简单的数字逻辑功能。 在20世纪70年代,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(PLD),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。 PAL(可编程阵列逻辑)和GAL(通用阵列逻辑)是两种早期的PLD器件。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。 在PAL的基础上,又发展了一种通用阵列逻辑GAL(Generic Array Logic),如GAL16V8,GAL22V10等。它采用了EEPROM工艺,实现了电可按除、电可改写,其输出结构是可编程的逻辑宏单元,因而它的设计具有很强的灵活性。 为了弥补早期PLD器件的缺陷,20世纪80年代中期,Altera和Xilinx分别推出了类似于PAL结构的扩展型CPLD(Complex Programmable Logic Device)和FPGA(Field Programmable Gate Array),它们都具有体系结构和逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围宽等特点。 FPGA和CPLD器件兼容了PLD和通用门阵列的优点,可实现较大规模的电路,编程也很灵活。它们的设计开发周期短、设计成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点,因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。 FPGA和CPLD器件的出现标志着可编程逻辑器件的发展进入了一个新阶段,它们可以替代几十甚至几千块通用IC芯片,使得数字系统的设计和开发变得更加灵活和高效。 今天,FPGA和CPLD器件已经成为数字系统设计和开发的主流技术,许多公司都开发出了多种可编程逻辑器件。比较典型的就是Xilinx公司的FPGA器件系列和Altera公司的CPLD器件系列,它们开发较早,占用了较大的PLD市场。
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