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一、前言
如今 FPGA 在复杂逻辑电路以及数字信号处理领域中扮演着越来越重要的角
色，SOC（片上系统）以其低功耗、高性能、低成本、高可靠性等优点成为嵌入
式系统的发展趋势。SOPC 是基于 FPGA 解决方案的 SOC，是 PLD 和 ASIC 技术融合
的结果，可以认为 SOPC 代表了半导体产业未来的发展方向。目前 IT 技术的发展
可算是一日千里，作为电子技术领域的一员必须具备快速掌握新技术的能力。当
具备一定的知识时应尽快投入实践，不能只停留在理论上，很多东西只有亲自参
与实践才能真正理解。
掌握一门新技术，关键在于掌握它的设计流程。本系列教程以提供详尽实例
的方式让初学者快速了解和掌握基于 QuartusII 和 NIOSII IDE 的 FPGA/SOPC 开
发的基本流程，以尽快投入实践。
本教程与我们的实验板产品相配套着重于提高学者的实践能力，其中一些概
念的阐述并不是很严谨，如学着在阅读时有异议，请参考其他相关教材，并以其
为准。另，由于写者能力的有限性，其中难免有错漏，欢迎大家批评指正。
以下内容是关于 CPLD/FPGA 基础知识和 SOPC 技术要点，对于初学者应先了
解这部分内容或先阅读其他教材和资料，对于已经有一定基础的学者则可跳过。
二、CPLD/FPGA 基础知识点拨
1、CPLD/FPGA 介绍
FPGA(现场可编程门阵列)与 CPLD（复杂可编程逻辑器件）都是可编程逻辑
器件，他们是在 PAL，GAL 等逻辑器件的基础上发展起来的。同以往的 PAL，GAL
等相比较，FPGA/CPLD 的规模比较大，它可以替代几十甚至几千块通用 IC 芯片。
这样的 FPGA/CPLD 实际上就是一个子系统部件。这种芯片受到世界范围内电子工
程设计人员的广泛关注和普遍欢迎。经过了十几年的发展，许多公司都开发出了
多种可编程逻辑器件。比较典型的是 ALTERA 公司和 XILINX 公司的 PLD 器件系列
和 FPGA 器件系列，他们开发较早，占据了较大的 PLD 市场。通常来说，在欧洲
用 XILINX 的人多，在日本和亚太地区用 ALTERA 的人多，在美国则是平分秋色。
全球 PLD/FPGA 产品 60%以上是由 ALTERA 和 XILINX 提供的。可以讲 ALTERA 和
XILINX 共同决定了 PLD 技术的发展方向。当然还有其他许多类型器件，如
Lattice,Vantis,Actel,Quicklogic,Lucent 等。
尽管 FPGA，CPLD 和其他类型的 PLD 的结构各有其特点和长处，但概括起来
它们是由三大部分组成：（1）一个二维的逻辑块阵列，构成了 PLD 器件的逻辑组
成核心；（2）输入/输出块；（3）连接逻辑块的互连资源，由各种长度的连线线
段组成，其中也有一些可编程的连接开关，它们用于逻辑块之间、逻辑块与输入
/输出块之间的连接。结构图如图（1）所示。
