一般的PLD的集成度很高,足以滿足設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。
PLD與一般數(shù)字芯片不同的是:PLD內(nèi)部的數(shù)字電路可以在出廠后才規(guī)劃決定,有些類型的PLD也允許在規(guī)劃決定后再次進(jìn)行變更、改變,而一般數(shù)字芯片在出廠前就已經(jīng)決定其內(nèi)部電路,無(wú)法在出廠后再次改變,事實(shí)上一般的模擬芯片、混訊芯片也都一樣,都是在出廠后就無(wú)法再對(duì)其內(nèi)部電路進(jìn)行調(diào)修。
邏輯器件可分為兩大類 - 固定邏輯器件和可編程邏輯器件。 一如其名,固定邏輯器件中的電路是永久性的,它們完成一種或一組功能 - 一旦制造完成,就無(wú)法改變。 另一方面,可編程邏輯器件(PLD)是能夠?yàn)榭蛻籼峁┓秶鷱V泛的多種邏輯能力、特性、速度和電壓特性的標(biāo)準(zhǔn)成品部件 - 而且此類器件可在任何時(shí)間改變,從而完成許多種不同的功能。
對(duì)于固定邏輯器件,根據(jù)器件復(fù)雜性的不同,從設(shè)計(jì)、原型到最終生產(chǎn)所需要的時(shí)間可從數(shù)月至一年多不等。 而且,如果器件工作不合適,或者如果應(yīng)用要求發(fā)生了變化,那么就必須開發(fā)全新的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)和驗(yàn)證固定邏輯的前期工作需要大量的“非重發(fā)性工程成本”,或NRE。 NRE表示在固定邏輯器件最終從芯片制造廠制造出來(lái)以前客戶需要投入的所有成本,這些成本包括工程資源、昂貴的軟件設(shè)計(jì)工具、用來(lái)制造芯片不同金屬層的昂貴光刻掩模組,以及初始原型器件的生產(chǎn)成本。 這些NRE成本可能從數(shù)十萬(wàn)美元至數(shù)百萬(wàn)美元。
對(duì)于可編程邏輯器件,設(shè)計(jì)人員可利用價(jià)格低廉的軟件工具快速開發(fā)、仿真和測(cè)試其設(shè)計(jì)。 然后,可快速將設(shè)計(jì)編程到器件中,并立即在實(shí)際運(yùn)行的電路中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試。 原型中使用的PLD器件與正式生產(chǎn)最終設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)路由器、ADSL調(diào)制解調(diào)器、DVD播放器、或汽車導(dǎo)航系統(tǒng))時(shí)所使用的PLD完全相同。 這樣就沒(méi)有了NRE成本,最終的設(shè)計(jì)也比采用定制固定邏輯器件時(shí)完成得更快。
采用PLD的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是在設(shè)計(jì)階段中客戶可根據(jù)需要修改電路,直到對(duì)設(shè)計(jì)工作感到滿意為止。 這是因?yàn)镻LD基于可重寫的存儲(chǔ)器技術(shù)--要改變?cè)O(shè)計(jì),只需要簡(jiǎn)單地對(duì)器件進(jìn)行重新編程。 一旦設(shè)計(jì)完成,客戶可立即投入生產(chǎn),只需要利用最終軟件設(shè)計(jì)文件簡(jiǎn)單地編程所需要數(shù)量的PLD就可以了。
可編程邏輯器件的兩種主要類型是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)和復(fù)雜可編程邏輯器件(PLD)。 在這兩類可編程邏輯器件中,F(xiàn)PGA提供了最高的邏輯密度、最豐富的特性和最高的性能。 現(xiàn)在最新的FPGA器件,如Xilinx Virtex系列中的部分器件,可提供八百萬(wàn)“系統(tǒng)門”(相對(duì)邏輯密度)。 這些先進(jìn)的器件還提供諸如內(nèi)建的硬連線處理器(如IBM Power PC)、大容量存儲(chǔ)器、時(shí)鐘管理系統(tǒng)等特性,并支持多種最新的超快速器件至器件(device-to-device)信號(hào)技術(shù)。 FPGA被應(yīng)用于范圍廣泛的應(yīng)用中,從數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ),以及到儀器儀表、電信和數(shù)字信號(hào)處理等。
與此相比,PLD提供的邏輯資源少得多 - 最高約1萬(wàn)門。 但是,PLD提供了非常好的可預(yù)測(cè)性,因此對(duì)于關(guān)鍵的控制應(yīng)用非常理想。 而且如Xilinx CoolRunner系列PLD器件需要的功耗極低,
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