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CPLD(Complex Programmable Logic Device)復(fù)雜可編程邏輯器件,是從PAL和GAL器件發(fā)展出來的器件,相對而言規(guī)模大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,屬于大規(guī)模集成電路范圍。是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺,用原理圖、硬件描述語言等方法,生成相應(yīng)的目標(biāo)文件,通過下載電纜(“在系統(tǒng)”編程)將代碼傳送到目標(biāo)芯片中,實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。
CPLD(Complex Programmable Logic Device)復(fù)雜可編程邏輯器件,是從PAL和GAL器件發(fā)展出來的器件,相對而言規(guī)模大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,屬于大規(guī)模集成電路范圍。是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺,用原理圖、硬件描述語言等方法,生成相應(yīng)的目標(biāo)文件,通過下載電纜(“在系統(tǒng)”編程)將代碼傳送到目標(biāo)芯片中,實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。
它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計制造成本低、對設(shè)計者的硬件經(jīng)驗要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測試、保密性強、價格大眾化等特點,可實現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計,因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)(一般在10,000件以下)之中。幾乎所有應(yīng)用中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場合均可應(yīng)用CPLD器件。CPLD器件已成為電子產(chǎn)品不可缺少的組成部分,它的設(shè)計和應(yīng)用成為電子工程師必備的一種技能。
20世紀(jì)70年代,最早的可編程邏輯器件--PLD誕生了。其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元,因為它的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計可由軟件完成(相當(dāng)于房子蓋好后人工設(shè)計局部室內(nèi)結(jié)構(gòu)),因而它的設(shè)計比純硬件的數(shù)字電路具有很強的靈活性,但其過于簡單的結(jié)構(gòu)也使它們只能實現(xiàn)規(guī)模較小的電路。為彌補PLD只能設(shè)計小規(guī)模電路這一缺陷,20世紀(jì)80年代中期,推出了復(fù)雜可編程邏輯器件--CPLD。此應(yīng)用已深入網(wǎng)絡(luò)、儀器儀表、汽車電子、數(shù)控機床、航天測控設(shè)備等方面。
CPLD主要是由可編程邏輯宏單元(MC,Macro Cell)圍繞中心的可編程互連矩陣單元組成。其中MC結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,并具有復(fù)雜的I/O單元互連結(jié)構(gòu),可由用戶根據(jù)需要生成特定的電路結(jié)構(gòu),完成一定的功能。由于CPLD內(nèi)部采用固定長度的金屬線進(jìn)行各邏輯塊的互連,所以設(shè)計的邏輯電路具有時間可預(yù)測性,避免了分段式互連結(jié)構(gòu)時序不完全預(yù)測的缺點。
發(fā)展歷史及應(yīng)用領(lǐng)域
20世紀(jì)70年代,最早的可編程邏輯器件--PLD誕生了。其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元,因為它的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計可由軟件完成(相當(dāng)于房子蓋好后人工設(shè)計局部室內(nèi)結(jié)構(gòu)),因而它的設(shè)計比純硬件的數(shù)字電路具有很強的靈活性,但其過于簡單的結(jié)構(gòu)也使它們只能實現(xiàn)規(guī)模較小的電路。為彌補PLD只能設(shè)計小規(guī)模電路這一缺陷,20世紀(jì)80年代中期,推出了復(fù)雜可編程邏輯器件--CPLD。此應(yīng)用已深入網(wǎng)絡(luò)、儀器儀表、汽車電子、數(shù)控機床、航天測控設(shè)備等方面。
器件特點
它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計制造成本低、對設(shè)計者的硬件經(jīng)驗要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測試、保密性強、價格大眾化等特點,可實現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計,因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)(一般在10,000件以下)之中。幾乎所有應(yīng)用中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場合均可應(yīng)用CPLD器件。CPLD器件已成為電子產(chǎn)品不可缺少的組成部分,它的設(shè)計和應(yīng)用成為電子工程師必備的一種技能。
如何使用
CPLD是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺,用原理圖、硬件描述語言等方法,生成相應(yīng)的目標(biāo)文件,通過下載電纜(“在系統(tǒng)”編程)將代碼傳送到目標(biāo)芯片中,實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。
這里以搶答器為例講一下它的設(shè)計(裝修)過程,即芯片的設(shè)計流程。CPLD的工作大部分是在電腦上完成的。打開集成開發(fā)軟件(Altera公司Max+pluxII)→畫原理圖、寫硬件描述語言(VHDL,Verilog)→編譯→給出邏輯電路的輸入激勵信號,進(jìn)行仿真,查看邏輯輸出結(jié)果是否正確→進(jìn)行管腳輸入、輸出鎖定(7128的64個輸入、輸出管腳可根據(jù)需要設(shè)定)→生成代碼→通過下載電纜將代碼傳送并存儲在CPLD芯片中。7128這塊芯片各管腳已引出,將數(shù)碼管、搶答開關(guān)、指示燈、蜂鳴器通過導(dǎo)線分別接到芯片板上,通電測試,當(dāng)搶答開關(guān)按下,對應(yīng)位的指示燈應(yīng)當(dāng)亮,答對以后,裁判給加分后,看此時數(shù)碼顯示加分結(jié)果是否正確,如發(fā)現(xiàn)有問題,可重新修改原理圖或硬件描述語言,完善設(shè)計。設(shè)計好后,如批量生產(chǎn),可直接復(fù)制其他CPLD芯片,即寫入代碼即可。如果要對芯片進(jìn)行其它設(shè)計,比如進(jìn)行交通燈設(shè)計,要重新畫原理圖、或?qū)懹布枋稣Z言,重復(fù)以上工作過程,完成設(shè)計。這種修改設(shè)計相當(dāng)于將房屋進(jìn)行了重新裝修,這種裝修對CPLD來說可進(jìn)行上萬次。
家庭成員
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,許多公司都開發(fā)出了CPLD可編程邏輯器件。比較典型的就是Altera、Lattice、Xilinx世界三大權(quán)威公司的產(chǎn)品,這里給出常用芯片:Altera EPM7128S(PLCC84)
Lattice LC4128V(TQFP100)
Xilinx XC95108(PLCC84)
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2024-04-07 標(biāo)簽:cpld控制系統(tǒng)PLD 2270 0
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Altera 的Cyclone? V系列FPGA,型號5CGTFD7D5F27C7N,一篇文章帶你解讀,該型號的基本屬性。
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什么叫可編程邏輯器件 可編程邏輯器件有哪些特征和優(yōu)勢?
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