FPGA,CPLD
简述cpldfpga的原理特点及应用

简述CPLD/FPGA的原理特点及应用1. 什么是CPLD/FPGACPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)和FPGA (Field Programmable Gate Array,场可编程门阵列)都属于可编程逻辑器件的一种。
它们是在数字电路设计领域中广泛应用的一类芯片,能够根据设计者的需求进行灵活的逻辑和功能配置。
CPLD是由可编程逻辑门、触发器和可编程互连电路构成;FPGA则是基于可编程逻辑块、可编程的互连和内部存储单元块。
2. CPLD/FPGA的工作原理CPLD/FPGA的工作原理是通过对其内部的逻辑单元、开关和互连网络进行编程来实现特定的功能和逻辑操作。
2.1 CPLD的工作原理CPLD是由大量可编程逻辑门和触发器构成的,其中逻辑门负责逻辑运算,触发器负责存储数据。
CPLD内部的可编程逻辑门和触发器的连线可以通过编程修改,从而灵活配置逻辑功能。
CPLD通过内部编程存储器(PROM)或者FLASH等方式存储逻辑设计,并在电源打开后加载这些设计。
一旦CPLD内部的逻辑门和连线被编程好后,它们将始终保持不变,从而实现了硬件的逻辑功能。
2.2 FPGA的工作原理FPGA的逻辑块(Logic Block)是由可编程逻辑单元、可编程的互连和内部存储单元块组成。
逻辑单元负责逻辑运算,互连负责连接逻辑单元和存储单元,内部存储单元用于存储数据。
FPGA利用逻辑单元和互连网络构建逻辑功能,通过内部存储单元来实现数据的存储。
与CPLD不同的是,FPGA的逻辑块在每次上电时都需要重新加载设计,因此它可以根据需求重新配置逻辑功能。
3. CPLD/FPGA的特点CPLD/FPGA有以下几个特点:3.1 可编程性CPLD/FPGA可以根据设计者的需要进行编程,从而实现特定的逻辑功能。
这种可编程性使得CPLD/FPGA适用于多种应用场景,能够灵活应对不同的需求。
可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用

可编程逻辑器件CPLD和FPGA的特点和应用一、可编程逻辑器件(CPLD)的特点和应用:CPLD是一种具有很高逻辑容量的可编程逻辑器件,它通常由可编程逻辑单元(PLE)和可编程互连网络(PIN)组成。
CPLD的主要特点如下:1.逻辑容量大:CPLD的逻辑容量通常可以达到数千个逻辑门等效。
这使得CPLD非常适合那些需要大规模逻辑功能的应用,如控制器、通信接口和高级数学运算等。
2.可编程性强:CPLD可以通过编程操作来实现不同的逻辑功能。
它使用类似于电荷耦合器(CPL)的可编程逻辑单元来实现逻辑功能,其中每个CPL可以实现与或非门、与非门或非与门等逻辑运算。
3.器件内部拓扑复杂:CPLD具有丰富的内部互连网络,可以将各个逻辑元件之间的信号按照需要进行连接。
这使得CPLD可以实现复杂的信号处理和数据流处理功能。
4.快速重编程:CPLD可以在运行时进行在线编程,从而允许系统进行动态配置和故障恢复。
这一特点使得CPLD广泛应用于技术验证、原型设计和快速迭代开发等场景。
CPLD的应用主要集中在以下几个领域:1.控制器:CPLD可以用于实现各种控制器,如数字信号处理器(DSP)的外围控制器、数据采集/输出控制器等。
其高逻辑容量和可编程性强的特点使得CPLD非常适合这些应用场景。
2. 通信接口:CPLD可以实现多种通信协议和接口,如串行通信接口(SPI/I2C/UART)、嵌入式总线接口(PCI/USB/Ethernet)等。
这些接口在通信系统中起到了关键的作用。
3.高级数学运算:CPLD可以实现各种高级数学运算,如矩阵运算、滤波运算、FFT运算等。
这些运算对于数字信号处理(DSP)和图像处理等应用非常重要。
4.逻辑分析仪:CPLD可以实现逻辑分析仪的功能,用于捕获和分析数字信号的时序和逻辑关系。
逻辑分析仪在系统调试和故障分析中非常有用。
二、现场可编程门阵列(FPGA)的特点和应用:FPGA是一种具有大规模逻辑容量和可编程性的可编程逻辑器件。
CPLD与FPGA的区别与优缺点

4、 应 用 范 围 的 不 同
系统;
CPLD 逻 辑 能 力 强 而 寄 存 器 少 , 适 用 于 控 制 密 集 型
系统。
FPGA 逻 辑 能 力 较 弱 但 寄 存 器 多 , 适 于 数 据 密 集 型
CPLD 和 FPGA 的 优 点 : 1.规 模 越 来 越 大 , 实 现 功 能 越 来 越 强 , 同 时 可 以 实 现 系 统 集 成 。 2.研 制 开 发 费 用 低 , 不 承 担 投 片 风 险 , 使 用 方 便 。 3.通 过 开 发 工 具 在 计 算 机 上 完 成 设 计 , 电 路 设 计 周 期 短 。 4.不 需 要 设 计 人 员 了 解 很 深 的 IC 知 识 , EDA 软 件 易 学 易 用 。 5.通 过 FPGA 和 CPLD 开 发 的 系 统 成 熟 后 , 可 以 进 行 ASIC 设 计 , 形成批量生产。
CPLD 和 FPGA 的区别与优缺点
FPGA(Field Programmable Gates Array 现场可编程门阵列,内部结构为门 阵列构成静态存储器(SRAM)。该 SRAM 可构成函数发生器,即查找表,通 过查找表可实现逻辑函数功能)
CPLD( Complex Programmable Logic Device 复 杂 可 编 程逻辑器件,内部结构为“与或阵列”。该结构来自于典型的 PAL、 GAL 器 件 的 结 构 。 任 意 一 个 组 合 逻 辑 都 可 以 用 “ 与 — 或 ” 表 达 式 来 描 述 ,所 以 该 “ 与 或 阵 列 ” 结 构 能 实 现 大 量 的 组 合 逻 辑 功能)
结构
FPGA 器件在结构上 ,由逻辑功能块排列为阵列 ,并由可编程的内部连线连接这些功能块来 实现一定的逻辑功能 CPLD 是将多个可编程阵列逻辑 (PAL)器件集成到一个芯片 ,具有类似 PAL 的结构。一般 情况下 CPLD 器件中至少包含三种结构 :可编程逻辑功能块 (FB);可编程 I/ O 单元 ;可编程
FPGA与CPLD的结构原理

FPGA与CPLD的结构原理FPGA结构原理:FPGA是一种可重构器件,它由大量的可编程逻辑单元(Logic Element,LE)组成,每个LE都包含查找表(Look-Up Table,LUT)、寄存器以及可编程连接资源。
FPGA的结构原理可以分为三个关键组件:查找表、可编程连接资源和I/O资源。
1.查找表:FPGA中的查找表是其最基本的单元,通常由4-6个输入信号和1个或多个输出信号组成。
查找表中包含一个存储器单元和一组可编程拨码开关。
存储器单元中存储了一组真值表,根据输入信号的组合来选择对应的输出信号。
这种基于查找表的逻辑实现既灵活又高效。
2.可编程连接资源:FPGA中的连接资源是一个非常重要的部分,它可以实现片上资源之间的任意连接。
通常,FPGA中的连接资源采用可编程互连点(Programmable Interconnect Point,PIP)的方式实现。
每个PIP可以通过可编程电路来控制是否对其中一对逻辑单元进行连接。
3.I/O资源:FPGA的I/O资源用于与外部世界进行交互。
每个I/O资源通常包含输入/输出引脚、输入/输出缓冲器以及可编程的电平转换电路。
通过对I/O资源的编程,可以根据实际需求来设置引脚的输入/输出电平以及输出驱动能力。
CPLD结构原理:CPLD是一种较小规模的可编程逻辑器件,它通常由若干个宏单元(Macrocell)组成,每个宏单元都包含与FPGA相似的逻辑资源和可编程连接资源。
CPLD的结构原理可以分为三个关键组件:宏单元、可编程连接资源和I/O资源。
1.宏单元:宏单元是CPLD的核心单元,通常由多个查找表、寄存器和触发器组成。
宏单元中的查找表用于实现逻辑功能,寄存器用于存储中间结果或控制信号,触发器用于实现时序逻辑。
一个CPLD可以包含多个宏单元,各个宏单元可以通过可编程连接资源相互连接。
2.可编程连接资源:CPLD中的可编程连接资源通常采用矩阵交叉开关(Crosspoint Switch)的方式实现。
逻辑设计中的FPGA与CPLD技术应用

逻辑设计中的FPGA与CPLD技术应用在现代电子行业中,逻辑设计是一个至关重要的环节。
FPGA (Field-Programmable Gate Array)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)技术作为两种主要的可编程设备,已经在逻辑设计中广泛应用。
它们具有灵活性、可编程性以及高度集成的特点,使得它们在各种应用领域中扮演着重要的角色。
一、FPGA技术应用FPGA是一种可编程逻辑器件,其内部可通过编程实现各种逻辑功能和数字电路设计。
FPGA通常由可编程逻辑单元(CLB)、输入输出引脚和输入输出模块等部分构成。
其设计过程包含RTL(Register-Transfer Level)描述、综合、布局布线以及配置等环节。
1. 通信与网络领域在通信领域,FPGA被广泛应用于协议转换、调制解调器设计以及网络加速器等方面。
由于FPGA的可编程性,可以根据需要灵活配置不同的协议,实现不同网络之间的无缝对接。
2. 数字信号处理(DSP)领域在数字信号处理领域,FPGA被广泛应用于图像处理、音频处理以及实时数据处理等方面。
由于FPGA具有并行处理的能力,能够同时处理多个数据流,因此在实时性要求较高的应用中表现出色。
3. 汽车电子领域在汽车电子领域,FPGA被广泛应用于汽车控制单元(ECU)和车载娱乐系统等方面。
由于汽车电子应用对可靠性和安全性要求较高,FPGA的可编程性以及自适应性能使其成为理想的选择。
二、CPLD技术应用CPLD是一种更小规模的可编程器件,与FPGA相比,CPLD通常更适用于复杂逻辑功能的实现。
CPLD通常由可编程逻辑阵列(PLA)、输入输出引脚以及输入输出缓冲区组成。
1. 控制系统领域在控制系统领域,CPLD被广泛应用于逻辑控制器的设计。
由于CPLD具有高速、低功耗以及可靠性强的特点,被广泛应用于各类自动化控制系统中。
2. 电源管理系统领域在电源管理系统领域,CPLD被广泛应用于电源管理单元(PMU)的设计。
DSP FPGA和CPLD

1、FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
2、CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件,是从PAL和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。
是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。
3、FPGA和CPLD的区别:①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。
换句话说,FPGA更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA 的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。
CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要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。
④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。
CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH 技术,无需外部存储器芯片,使用简单。
而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。
这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
FPGA和CPLD的区别
1、FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
2、CPLD(Complex Programmable Logic Device),即复杂可编程逻辑器件,是从PAL 和GAL器件发展出来的器件,相对而言规模大,结构复杂,属于大规模集成电路范围。
是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
其基本设计方法是借助集成开发软件平台,用原理图、硬件描述语言等方法,生成相应的目标文件,通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中,实现设计的数字系统。
3、FPGA和CPLD的区别:①CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑,FPGA更适合于完成时序逻辑。
换句话说,FPGA 更适合于触发器丰富的结构,而CPLD更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。
②CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的,而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。
③在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性。
CPLD通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来编程,FPGA主要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。
④FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
⑤CPLD比FPGA使用起来更方便。
CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。
而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
⑥CPLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。
这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别
1. FPGAFPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至FPGA 上进行测试,是现代IC设计验证的技术主流。
这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。
在大多数的FPGA里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。
系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。
一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。
什么是FPGA?简单来说,FPGA就是“可反复编程的逻辑器件”。
FPGA取自Field Programmable Gate Array的首个字母,代表现场(Field)可编程(Programmable)逻辑阵列(Gate Array)。
由于在产品发售后您仍然可以对产品设计作出修改,因此我们可以顺利地对产品进行更新以及针对新的协议标准作出相应改进。
相对于对售后产品设计无法进行修改的ASIC和ASSP来说,这是FPGA特有的一个优势。
由于FPGA 可编程的灵活性以及近年来科技的快速发展,FPGA也正向高集成,高性能,低功耗,低价格的方向发展,并具备了与ASIC和ASSP 同等的性能,被广泛地使用在各行各业的电子及通信设备里。
FPGA与CPLD的区别尽管很多人听说过CPLD,但是关于CPLD与FPGA之间的区别,了解的人可能不是很多。
CPLD及FPGA介绍
深圳双恩科技有限公司产品使用说明书一、FPGA/PLD的基本概念:PLD是可编程逻辑器件(Programable Logic Device)的简称,FPGA是现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array)的简称,两者的功能基本相同,只是实现原理略有不同,所以我们有时可以忽略这两者的区别,统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术,它的影响丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。
单片机在时序和延迟方面优于FPGA/PLD,但在速度、芯片容量和数字逻辑方面不及FPGA/PLD。
PLD能做什么呢?可以毫不夸张的讲,PLD能完成任何数字器件的功能,上至高性能CPU,下至简单的74电路,都可以用PLD来实现。
PLD如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。
通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。
在PCB完成以后,还可以利用PLD的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。
使用PLD来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。
PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的发展,同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言(HDL)的进步。
1如何使用PLD呢?其实PLD的使用很简单,学习PLD比学习单片机要简单的多,有数字电路基础,会使用计算机,就可以进行PLD的开发。
开发PLD需要了解两个部分:1.PLD开发软件 2.PLD本身1.PLD开发软件由于PLD软件已经发展的相当完善,用户甚至可以不用详细了解PLD的内部结构,也可以用自己熟悉的方法:如原理图输入或HDL语言来完成相当优秀的PLD设计。
所以对初学者,首先应了解PLD开发软件和开发流程。
了解PLD的内部结构,将有助于提高我们设计的效率和可靠性。
如何获得PLD开发软件软件呢? 许多PLD公司都提供免费试用版或演示版(当然商业版大都是收费的),例如:可以免费从/上下载Altera公司的 Maxplus2 (Baseline版或E+MAX版),或向其代理商索取这套软件。
FPGA与CPLD 总结
CPLD(complex programable logic device)复杂可编程逻辑器件FPGA(field programable gate array)现场可编程门阵列FPGA和CPLD的逻辑单元本身的结构与SPLD相似,即与阵列和可配置的输出宏单元组成。
FPGA逻辑单元是小单元,每个单元只有1-2个触发器,其输入变量通常只有几个因而采用查找表结构(PROM形式)这样的工艺结构占用的芯片面积小,速度高(通常只有1-2纳秒),每个芯片上能集成的单元数多,但逻辑单元功能弱。
如果想实现一个较复杂的功能,需要几个这样的单元组合才能完成(总延时是各个单元延时和互连延时的和),互连关系复杂。
CPLD中的逻辑单元是单元,通常其变量数约20-28个。
因为变量多,所以只能采用PAL结构。
由于这样的单元功能强大,一般的逻辑在单元内均可实现,因而其互连关系简单,一般通过集总总线既可实现。
电路的延时通常就是单元本身和集总总线的延时(通常在数纳秒至十几纳秒),但是同样集成规模的芯片中的触发器的数量少得多。
从上面分析可知道:小单元的FPGA较适合数据型系统,这种系统所需要的触发器数多,但是逻辑相对简单;大单元的CPLD较适合逻辑型系统,如控制器等,这种系统逻辑复杂,输入变量多,但触发器需求量相对较少。
反熔丝工艺只能一次性编程,EPROM EEPROM 和FLASH工艺可以反复的编程,但是他们一经编程片内逻辑就被固定。
他们都是只读型(ROM)编程,这类编程不仅可靠性较高还可以加密。
XILINX公司的FPGA芯片采用RAM型编程,相同集成规模的芯片中的触发器数目较多,功耗低,但是掉电后信息不能保存,必须与存储器联用。
每次上电时必须先对芯片配置,然后才能使用,这似乎是RAM型PLD的缺点,但是ROM型PLD中的编程信息在使用时是不能变化的,RAM型PLD却可以在工作时更换内容,实现不同的逻辑。
CPLD和FPGA的结构,性能对照:CPLD FPGA PROM集成规模:小(最大数万门)大(最高达百万门)单元粒度:大(PAL结构)小(PROM结构)互连方式:集总总线分段总线长线专用互连编程工艺:EPROM EEPROM FLASH SRAM编程类型:ROM RAM型须与存储器联用信息:固定可实时重构触发器数:少多单元功能:强弱速度:高低222222222222222222222222222222222222延迟:确定,可以预测不能确定不能预测功耗:高低加密性能:可加密不能加密适用场合:逻辑型系统数据型系统LCA(LOGIC CELL ARRAY)逻辑单元阵列CLB(CONFIGURABLE LOGIC BLOCK)可配置逻辑模块IOB(INPUT OUTOUT BLOCK)输入输出块Spartan-xl系列FPGA的主要特性SPARTAN-XL系列的FPGA具有低压,低功耗的特点。
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Altera FPGA/CPLD 学习笔记(2007-11-26 10:00:26)Altera FPGA/CPLD学习笔记Xilinx,Altera,Lattice是可编程器件的主要三个生产厂家。
最近领导安排叫我学习Altera的FPGA,以前主要接触的Xilinx的东西多一些。
所以一上手感觉生疏,特别是QuartusII软件。
Quartus II是Altera公司新一代的FPGA/CPLD开发环境。
前一代Max+plusII 开发环境Altera公司已经不再提供新的版本。
所以今后学习还是应用尽可能使用Quartus II。
以前Max+plusII的工程文件也可以导入QuartusII中。
熟悉MaxplusII的也可以将QuartusII的界面转换成MaxplusII。
一.基础知识1. FPGA/CPLD的区别与联系表1-12.逻辑电路概念①组合逻辑电路的输出信号只与该时刻的输入信号有关,而与电路原来所处的状态无关。
②时序逻辑任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号,还与电路的原状态有关。
时序电路的特点是具有记忆元件(最常见的是触发器),具有反馈通道。
包括各类触发器、寄存器、各类计数器和顺序脉冲发生器,各类存储器。
二. Quartus II安装破解这里以Quartus II 5.1为例。
Quartus II对PC机硬件要求较高,尽可能采用高配置的PC机。
安装一路next就可以了。
主要是破解,一般的配套光盘都有license文件,但需要自己修改HOSTID,也就是你的网卡的物理地址,介绍一下流程。
1.安装完毕Quartus II后,将sys_cpy.dll文件复制copy到C:\altera\quartus50\bin,将原来的文件覆盖。
2.在C盘新建文件夹flexlm,将光盘中的license.dat 拷贝到c:\flexlm中。
同时将只读属性去掉。
3.打开“开始”->运行输入cmd 进入dos模式。
然后输入ipconfig /all 然后记下physical address,也就是hostid。
4.将c:\flexlm\license.dat打开将HOSTID=后面的id改为你的physical address(去掉中间的-号)保存即可。
5.打开Quartus II,选择最下面的选项,进入注册界面,选择c:\flexlm\license.dat就可以。
三. maxplusII工程转换打开file->Convert Max+plus II Project 命令将MaxplusII配置文件(.acf)转换为QuartusII工程,并自动为新转化的工程建立配置文件和相关的一些设置。
四. QuartusII文件后缀名及一些时序参数1.Quartus II有很多文件,涉及到很多后缀名。
这个表格只列举部分,以及文件代表的含义。
见表3-1表3-12.FPGA/CPLD设计涉及几个时序参数。
可以在Quartus的时序分析器(timer analyzer)功能里看到这些参数,时序分析器可以帮助用户分析设计中所有的逻辑性能,并协助引导fitter满足设计中的时序分析要求。
参数见表3-2表3-2五.硬件描述语言的学习与比较表6-1选择VHDL还是Verilog HDL?这是一个初学者最常见的问题。
其实两种语言的差别并不大,它们的描述能力也类似。
掌握其中一种语言以后,可以通过短期的学习,较快的学会另外一种语言。
选择何种语言主要还是看周围的人群的使用习惯,这样便于日后的学习和交流。
当然,如果是集成电路(ASIC)设计人员,则必须首先掌握Verilog HDL,因为在IC设计领域,90%以上的公司都是采用Verilog HDL进行IC设计的。
对于FPGA/CPLD设计者而言,两种语言可以自由选择。
学习HDL语言的时候有以下几点提示1.了解HDL的可综合性问题。
HDL有两种用途:系统仿真和硬件实现。
如果程序只用于仿真,那么几乎所有的语法和编程方法都可以使用。
但如果我们的程序是用于硬件实现,那么我们就必须保证程序的可综合(程序的功能可以用硬件电路实现)。
我们应该牢记一点:所有的HDL描述都可以用于仿真,但不是所有的HDL描述都能用硬件实现。
2.用硬件电路设计的思想来编写HDL。
学好HDL的关键是充分理解HDL语句和硬件电路的关系。
编写HDL,就是在描述一个电路,不能用纯软件的设计思路来编写硬件描述语言。
3.语法掌握贵在精,不在多。
30%的基本HDL语句就可以完成95%以上的电路设计,很多生僻的语句并不能被所有的综合软件所支持,程序移植或者更换平台的时,容易产生兼容性问题,也不利于他人阅读和修改。
4. HDL语言与原理图输入法的关系。
HDL和传统原理图输入法的关系就好比高级语言与汇编语言的关系。
HDL语言可移植性好,使用方便,但效率不如原理图;原理图输入的可控性好、效率高、比较直观,但设计大规模CPLD/FPGA 时显得繁琐,移植性差,在真正CPLD/FPGA设计中,通常建议采用原理图和HDL 相结合的方法来设计。
六.程序下载与配置1. Quartus II支持ByteBlaster MV,ByteBlaster II 两种常见的并口JTAG电缆。
也支持USB接口的USB Blaster。
ByteBlaser II和USB Blaster 可以对串行配置器件编程。
这几种下载线在Win2000下都需要安装驱动。
驱动程序在Quartus安装目录下的drivers下。
2. FPGA的配置和编程方式配置,又称加载或下载,是对FPGA的内容进行编程的一个过程。
每次上电后需要进行配置是基于SRAM工艺FPGA的一个特点,也可以说是一个缺点。
① FPGA 主动(Active)方式在FPGA主动方式下,有目标FPGA来主动输出控制和同步信号(包括配置时钟)给Altera专用的配置芯片(EPCS1和EPCS4等)在配置芯片收到命令后,就把配置数据发给FPGA,完成配置过程。
Altera的FPGA所支持的主动方式,只能够与Altera公司提供的主动串行配置芯片(EPCS系列)配合使用,因此Altera公司将这种方式称为主动串行AS(Active Serial)模式。
AS模式只有在Stratix II系列和Cyclone系列的器件中支持。
② FPGA 被动(Passive)方式在被动模式下,由系统中的其他设备发起并控制配置过程,这些设备可以是Altera的配置芯片(EPC系列),或者是单板上的微处理器、CPLD等设备。
FPGA 在配置过程中完全处于被动地位,只是输出一些状态信号来配合配置过程。
被动模式具体细分下来,有许多种模式,包括被动串行PS(Passive Serial),快速被动并行FPP(Fast Passive Parallel) 、被动并行同步PPS(Passive Parallel Synchronous)、被动并行异步PPA(Passive Parallel Asynchronous)、已经被动串行异步PSA(Passive Serial Asynchronous)。
PS(被动串行):所有的Altera的FPGA都支持这种配置方式。
可以由Altera 的下载电缆、Altera的增强型配置器件(EPC4,EPC8和EPC16)和配置器件(EPC1441,EPC1,EPC2)或者智能主机来配置。
在做PS配置时,FPGA配置数据从存储器中读出,写入到FPGA的DATAa0接口上。
这些存储器可以是Altera配置器件或者单板机上的其他flash器件。
被动方式的其他几种模式的介绍参考《Altera FPGA/CPLD设计基础篇》的第6章。
③ JTAG方式Altera FPGA基本都可以支持由JTAG命令来配置FPGA的方式,而且FPGA配置方式比其他任何一种配置方式的优先级都高。
JTAG配置方式支持菊花链方式,级联多片FPGA。
3.配置芯片Altera FPGA的配置芯片可以分为3种①增强型配置器件:EPC16、EPC8、EPC4;可以支持对大容量FPGA的单片配置,可以由JTAG接口进行在系统编程(ISP),而且支持FPP快速配置方式。
② AS串行配置器件:EPCS64、EPCS16、EPCS4和EPCS1专门为Stratix II、Cyclone II和Cyclone器件设计的单片、低成本的配置芯片。
AS芯片可以由下载电缆或其他设备进行重复编程。
③普通配置器件:EPC2、EPC1和EPC1441。
容量相对较小,其中只有EPC2可以重复编程。
要支持大容量FPGA的配置,可以将多片级联起来。
七.参考书籍及开发试验工具1.《基于Quartus II的FPGA/CPLD设计》2.《Altera FPGA/CPLD设计(基础篇)》3.《FPGA/CPLD最新实用技术指南》4. Altera公司MaxII,Cyclone系列数据手册5.某公司试验箱八.归纳总结Altera的Quartus II开发环境感觉比XILINX的ISE开发环境要复杂一些,功能方面要多一下。
学习起来不是很轻松。
要全面掌握其功能需要花费不少时间,也需要在实战中不断摸索学习。
可编程逻辑器件的定义可编程逻辑器件(PLD--Programmable Logic Device):器件的功能不是固定不变的,而是可根据用户的需要而进行改变,即由编程的方法来确定器件的逻辑功能。