1简述CPLD/FPGA的几种配置模式?每种配置模式的基本特点试试很么?
(1)JTAG方式:Altera的CPLD/FPGA器件基本上都可以支持JTAG方式,而且该方式比其他任何一种配置方式的优先级都高。 (2)主动配置凡是:由器件引导配置操作过程,它控制着外部储存器和初始化过程。 (3)被动配置方式:由系统中的其他设备发起并控制配置过程。
2大规模可编程逻辑器件的编程工艺包括哪几种类型?并说明他们的各自的特点。 (1)熔丝型器件:根据设计的熔丝图文件来烧断对应的熔丝,达到编程的目的。(2)反熔丝型器件:在编程处通过击穿漏层使得两点之间导通。(3)UEPROM型器件:此类器件用较高的编程电压进行编程,当需要再次编程时,用紫外线进行擦除,可多次编程。(4)E2PROM型器件:这是对EPROM工艺的改进不需要紫外线擦除而是直接用电擦除。 (5)SRAM型器件:这种编程方式可进行任意次数的编程,在编程速度、编程要求上要优于前四种器件,SARM型器件的编程信息存放在RAM中,在断电后就丢失了,再次上电需要再次编程,需要用专用器件来完成这类配置。(6)Flash型器件:可实现多次编程岂能锉刀断电后无需重新配置。
3按照结构类型划分可编程逻辑器件有哪几种类型?并简述他们各自特点。 从结构上可分为两大类:(1)乘积项结构器件:其基本结构与“与或阵列”的器件相同。(2)查找表结构器件:其基本结构类似于“门阵列”的器件,它由简单的查找表组成可编程逻辑门,再构成阵列形式。
4什么是半定制设计法?半定制设计法按实现的方式不同可分为几种类型?
答:半定制是一种约束性设计方式,约束的主要目的是简化设计、缩短设计周期、降低设计成本和提高芯片成品率。半定制法按逻辑实现的方式不同分为:门阵列法、标准单元法和可编程逻辑器件法。
6阐述CPLD与FPGA的异同点?
(1)在结构工艺方面:CPLD多为乘积项结构,工艺多为EECMOS;FPGA多为查找变加寄存器结构,实现工艺多为SRAM。 (2)在触发器数量上:CPLD触发器数量少更适合完成组合逻辑;FPGA触发器数量较多,更适合于完成复杂时序逻辑。 (3)在延时方面:CPLD的PintoPin延时是固定的;FPGA的PintoPin延时是不可预测的,因此对FPGA而言,时序约束和仿真非常重要。 (4)在互联结构和连线资源方面:CPLD采用集总式互连结构,相对布线资源有限,DPLD的连续方式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的:FPGA采用分布式互连结构,具有丰富的布线资源,故FPGA的布线灵活但FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性,使时序更难规划。 (5)在编程灵活性上:FPGA比CPLD具有个更大的灵活性。CPLD是通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要是通过改变内部连线的布线来编程,、:FPGA可在逻辑门下编程,而CPLD是在逻辑块下编程。 (6)在功耗方面:一般情况下CPLD的功耗要比FPGA大,而集成度越高越明显。 (7)在编程方式上:CPLD主要是基于EEPROM或Flash存储器编程,编程次数可达一万次,优点是系统断电时编程信息不丢失;FPGA大部分是居于SRAM编程,编程信息在系统断电时丢失,每次上电视需要从器件外部将编程数据重新写入SRAM中,其优点是可以编程任意次,可在工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。 (8)在使用方便程度上:CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程时采用EEPROM或Flash技术,无需外部存储器芯片,使用简单;而FPGA的编程信息一般需存放在外部存储器上,使用方法复杂。 (9)在保密性方面:CPLD保密性优于FPGA。 (10)在成本与价格方面,CPLD成本低价格低,更适合实现低成本设计;FPGA成本高价格高,适用于高速、高密度的高端数字程序设计领域。
7以MAX7000为例,简述I/O控制块的作用。
I/O控制块允许每个I/O引脚单独地配置为输入、输出和双向工作方式。所有I/O引脚有一个三态缓冲器,它控制的信号来自一个多路选择器,可以选择全局输出使能信号中的一个或者直接连接到地(GND)或电源(Vcc)上。当三态缓冲器的控制端接地时,输出为高阻态,此时I/O引脚可用作专用输入引脚。当三态缓冲器的控制端接高电平(Vcc)时,输出被使能。
8以MAX7000为例,简述其内部结构组成。说明宏单元内部结构。
答:MAX7000器件包括逻辑阵列块、宏单元、扩展乘积项(共享和并联)、可编程连线阵列和I/O控制块5部分。还含有4个专用输入,它们即可用作通用输入也可作为每个宏单元和I/O引脚的高速、全局控制信号即时钟。清除及两个输出使能信号。
MAX7000器件的宏单元可以单独配置成时序逻辑或组成逻辑工作方式。每个宏单元由逻辑阵列、乘积项选择矩阵和可编程寄存器等3个功能块组成。MAX7000器件的宏单元结构如图所示:其中逻辑阵列用来实现组合逻辑,它为每个宏单元提供5个乘积项。乘积项功能选择矩阵把这些乘积项分配到“或”门和“异或”们作为基本逻辑输入,以实现组合逻辑功能;或者把这些乘积项作为宏单元中寄存器的辅助辅助输入来实现清除、预置、时钟使能等控制功能。每个宏单元中有一个共享扩展乘积项经非门后反馈到逻辑阵列中;宏单元中海存在并联扩展乘积项,该乘积项从邻近宏单元单元借位而来。两种扩展乘积项可用来补充宏单元的逻辑资源。