¿Cuáles son los nombres completos en chino e inglés de FPGA y CPLD en EDA?
Análisis:
Introducción a FPGA
FPGA es la abreviatura de Field Programmable Gate Array en inglés, es decir, la matriz de puertas programables en campo es un producto de mayor desarrollo basado en dispositivos programables como PAL, GAL y EPLD. Como circuito semipersonalizado en el campo de los circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC), no solo resuelve las deficiencias de los circuitos personalizados, sino que también supera las deficiencias del número de puerta limitado de los dispositivos programables originales.
FPGA adopta el nuevo concepto de matriz de celdas lógicas (LCA), que incluye bloque lógico configurable (CLB), bloque de entrada y salida (IOB) e interconexión. Las características básicas de FPGA son:
1) Al utilizar FPGA para diseñar circuitos ASIC, los usuarios pueden obtener un chip compartido sin producción. ——2) FPGA se puede utilizar como muestra piloto para otros circuitos ASIC totalmente personalizados o semipersonalizados.
3) Hay abundantes flip-flops y pines de E/S en FPGA.
4) FPGA es uno de los dispositivos con el ciclo de diseño más corto, menor costo de desarrollo y menor riesgo entre los circuitos ASIC.
5) FPGA adopta tecnología CHMOS de alta velocidad, tiene bajo consumo de energía y es compatible con niveles CMOS y TTL.
Se puede decir que los chips FPGA son una de las mejores opciones para que los sistemas de bajo volumen mejoren la integración y la confiabilidad del sistema.
Actualmente existen muchos tipos de FPGA, incluida la serie XC de XILINX, la serie TPC de TI, la serie FIEX de ALTERA, etc.
El estado de funcionamiento de la FPGA lo establece el programa almacenado en la RAM del chip, por lo que la RAM del chip debe programarse durante la operación. Los usuarios pueden utilizar diferentes métodos de programación según los diferentes modos de configuración.
Cuando se enciende, el chip FPGA lee los datos de la EPROM en la RAM de programación del chip. Una vez completada la configuración, la FPGA entra en estado de funcionamiento. Después de un corte de energía, la FPGA vuelve a quedar en blanco, la relación lógica interna desaparece y la FPGA se puede reutilizar. La programación de FPGA no requiere un programador FPGA especial, solo use un programador EPROM y PROM general. Cuando sea necesario modificar las funciones de la FPGA, basta con reemplazar una EPROM. De esta manera, el mismo FPGA y diferentes datos de programación pueden producir diferentes funciones de circuito. Por tanto, el uso de FPGA es muy flexible.
FPGA tiene múltiples modos de configuración: el modo maestro paralelo es un FPGA más un modo maestro-esclavo que puede admitir una PROM para programar múltiples FPGA; En el modo de dispositivo, el FPGA se puede utilizar como un periférico del microprocesador y el microprocesador puede programarlo.
Introducción a PLD
PLD (Dispositivo Lógico Programable) es un circuito que permite al usuario programar (configurar) las funciones lógicas deseadas. En comparación con los componentes discretos, PLD tiene las ventajas de alta velocidad, gran capacidad, bajo consumo de energía y alta confiabilidad. Debido a su alto grado de integración, métodos de diseño avanzados, programabilidad de campo y capacidad de diseñar varios circuitos digitales, se ha utilizado ampliamente en muchos campos, como comunicaciones, procesamiento de datos, redes, instrumentación, control industrial, militar y aeroespacial. . En un futuro próximo, sustituirá por completo a los componentes digitales discretos. Actualmente, algunos fabricantes de circuitos integrados digitales han dejado de producir circuitos integrados digitales discretos. Por lo tanto, necesitamos aprender la tecnología de diseño PLD.
El producto representativo de los primeros circuitos PLD es el conjunto de puertas lanzado por XLINX Company, llamado FPGA (Field Programmable Gate Array). Posteriormente, ALTERA Company lanzó un producto PLD de línea paralela llamado CPLD (Dispositivo lógico programable complejo). El precio de estos primeros productos llega a los 10.000 yuanes y el precio de su software de desarrollo llega a cientos de miles de yuanes. Sin embargo, con la mejora de la tecnología de producción, el precio de los productos PLD se ha reducido significativamente. El precio de un circuito SRAM de 5000 puertas, 5K × 8, un paquete de 84 pines y una velocidad de 40-200 MHz ha bajado a menos de 100 yuanes. Cada PLD puede diseñarse como un microcontrolador o CPU y puede rediseñarse muchas veces una vez completado el cableado externo.
En la actualidad, los fabricantes nacionales comunes de PLD incluyen XILINX, ALTERA, ACTEL, LATTIC, ATMEL, MICROCHIP y AMD. Entre ellos, XILINX y ALTERA son los dos principales fabricantes de FPGA y ALTERA. Se llama CPLD. Cada uno tiene ventajas y desventajas.
Pero en comparación, los productos de ALTERA tienen algunas ventajas:
1. También tiene estructuras EPROM y SRAM.
2. Para los productos SRAM, la corriente de salida de ALTERA PLD puede alcanzar los 25 MA, mientras que XILINX FPGA tiene solo 16 MA.
3. El tiempo de retardo del PLD de Altera es predecible, lo que compensa las deficiencias de FPGA.
4. El software de desarrollo FOUNDATION de Xilinx Company tiene funciones relativamente completas, pero no es tan simple como el software MAX+PLUS de ALTERA Company, especialmente para estudiantes que aprenden lenguaje VHDL y diseño PLD.
5. Los productos de Altera son ligeramente más baratos.
6. Los productos de la serie FLEX 10K10E recientemente lanzados por Altera están más integrados.
La estructura de PLD se divide en dos categorías:
l Matriz de celdas lógicas (LCA), que incluye lógica rápida, matriz de interconexión y módulos de E/S.
l Estructura PLD compuesta, que incluye bloques lógicos y conmutadores de matriz de interconexión.
Los productos de XLINIX y ACTEL adoptan una estructura LCA, mientras que la serie MACH de ALTERA y AMD adoptan una estructura PLD compuesta.