主要的PLD厂商及其产品
EDA
ESDA阶段的EDA技术主要特征：（1）采用硬件描述语言，支持不同层次的描述，使设
计描述更加规范化，便于传递、交流、保存、修改以及重复利用。（2）采用高层次综合：设 计层次提高到系统级，或称为行为级，并划分为逻辑综合与测试综合，保证系统设计结果稳
定可靠地工作。（3）建立并行设计框架：使用统一的数据库管理系统与完善的通信管理系统，
系统级的仿真与综合。
2．CAED阶段 CAD阶段的自动布局布线工具代替了设计工作中绘图的重复劳动，80年代CAED阶段的 EDA工具则代替了设计师的部分设计工作，在电子系统的设计、制造最佳的电子产品起到关键 作用。 80年代计算机的发展，使得以科学计算为主的计算机步入辅助工程设计的工作站阶段。工
作站平台不单只是计算机计算能力的增强，更重要的是人机图形界面标准的发展，三维图形造
该函数的模拟信号。
A B
函数信号输出 FPGA 数模转换器
时钟信号
简易多功能函数发生器系统框图
对FPGA内部各模块进行调试，调试通过后下载到FPGA芯片中。连接 FPGA与DAC芯片，系统运 行。用示波器测试DAC模拟电压端Vo，调整开关A、B，观察到的输出波形如图所示。
第三方提供的IP核也有免费和付费两类。免费IP核可以登录工业界的开源IP库网站：
，在Opencores网站中已经积累了算术单元、通信控制器、协处理器、密码 处理器、数字信号处理器、嵌入式处理器等大量的免费资源。这些资源的合理使用可以有效地
提高FPGA设计效率。
2.5 FPGA应用系统举例
共享数据库和知识库，并行进行设计。（4）软硬件协调设计与验证：弥补了软件设计与硬件 设计之间的空隙，保证了软硬件之间的同对象是电子设计的全过程，有系统级、电路级和物理级各个层次的设计； 涉及的电子系统从低频、高频到微波，从线性到非线性，从模拟到数字，从通用集成电路到专 用集成电路构造的电子系统，因此EDA技术研究的范畴相当广泛。 从FPGA开发与应用角度看，EDA系统应当包含以下五个子模块：1设计输入子模块、2设 计数据库子模块、3分析验证子模块、4综合仿真子模块、5布局布线子模块等。 全球提供EDA软件工具的厂商有近百家之多，可以分为两大类：一类是EDA专业软件公司 开发的通用EDA软件工具，另一类是半导体器件厂商，为了销售公司产品开发的专用EDA软件 工具。
PLD的发展简史及应用展望
Science &Technology Vision 科技视界1可编程逻辑器件发展简史最早的可编程逻辑器件(PLD)是1970年制成的可编程只读存储器(PROM),它由固定的与阵列和可编程的或阵列组成。
PROM 采用熔丝技术,只能写一次,不能擦除和重写。
随着技术的发展,此后又出现了紫外线可擦除只读存储器UVEPROM 和电可擦除只读存储器EEPROM。
由于其价格便宜、速度低、易于编程,适合于存储函数和数据表格。
可编程逻辑阵列(PLA)器件于20世纪70年代中期出现,它是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成,但由于器件的价格比较贵,编程复杂,资源利用率低,因而没有得到广泛应用。
可编程阵列逻辑(PAL)器件是1977年美国MMI 公司率先推出的,它采用熔丝编程方式,由可编程的与阵列和固定的或阵列组成,双极性工艺制造,器件的工作速度很高。
由于它的设计很灵活,输出结构种类很多,因而成为第一个得到普遍应用的可编程逻辑器件。
通用阵列逻辑(GAL)器件是1985年Lattice 公司最先发明的可电擦写、可重复编程、可设置加密位的PLD。
GAL 在PAL 的基础上,采用了输出逻辑宏单元形式EECMOS 工艺结构。
在实际应用中,GAL 器件对PAL 器件仿真具有百分之百的兼容性,所以GAL 几乎完全代替了PAL 器件,并可以取代大部分标准SSI、MSI 集成芯片,因而获得广泛应用。
可擦除可编程逻辑器件(EPLD)是20世纪80年代中期Altera 公司推出的基于UVEPROM 和CMOS 技术的PLD,后来发展到采用EECMOS 工艺制作的PLD,EPLD 的基本逻辑单元是宏单元,宏单元是由可编程的与阵列、可编程寄存器和可编程I/O 三部分组成的。
从某种意义上讲,EPLD 是改进的GAL,它在GAL 基础上大量增加输出宏单元的数目,提供更大的与阵列,集成密度大幅提高,内部连线相对固定,延时小,有利于器件在高频下工作,但内部互连能力较弱。
福建师范大学22春“电子信息工程”《EDA技术》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号3
福建师范大学22春“电子信息工程”《EDA技术》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.状态机可以分为：米里型和摩尔型两类。
()A.正确B.错误参考答案：A2.采用原理图方式的数字设计的可重用性、可移植要差一些。
()A.正确B.错误参考答案：A3.下面哪些是专业提供PLD器件厂商()。
A.XilinxB.AlteratticeD.Micsoftware参考答案：ABC4.目前常用的硬件描述语言为：()。
A.VerilogB.VHDLC.VCD.VB参考答案：ABPLA是Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列的缩写。
()A.正确B.错误参考答案：A6.在IC设计领域中，IP核一般完成某种功能的设计模块。
()A.正确B.错误参考答案：A7.常用的集成FPGA/CPLD开发工具有哪些()。
A.MAX+plus IIB.Quartus IIC.ISED.ispLEVER参考答案：ABCD8.TOP-down设计一般分为哪几个层次()。
A.系统级B.功能级C.门级D.开关级参考答案：ABCD9.目前在数字系统的设计中，主要采用Bottom-UP设计为主。
()A.正确B.错误参考答案：BVerilog HDL中的变量一般分为两种数据类型：net型和variable型。
()A.正确B.错误参考答案：A11.CAE是Computer Aided Engineering，计算机辅助工程的缩写。
()A.正确B.错误参考答案：A12.ASIC是专用集成电路的缩写。
()A.正确B.错误参考答案：A13.综合有哪几种形式()。
A.RTLB.逻辑综合C.将逻辑门表示转换到版图表示参考答案：ABC14.常用的综合工具有哪些()。
A.FPGA ExpressB.FPGA compilerC.Synplify Pro参考答案：ABCSOC是指把一个完整的系统集成在一个芯片上。
()A.正确B.错误参考答案：A16.Verilog语言即适合可综合的电路设计，也可胜任电路与系统的仿真。
元器件厂商标志识别(经典)
元器件厂商标志识别
Honeywell（霍尼威尔公司），国际上著名的工业控制及传感器件的制造商。
HYUNDAI ICT（韩国现代电子）更名为Hynix Semiconductor的半导体电路主要有存 储器、门阵列电路、LCD显示器件。
19. 尔必达(Elpida)
20. 夏普(Sharp) www.sharp.co.jp 21. 国际商用机器(IBM)
22.罗姆(Rohm)
23.模拟器件(ADI)
RF（微器件公司）生产高性能射频IC，用于宽带和电缆通讯领域。生产的产品包括 功率放大器、线性放大器、LNA/混合器、求积调制器/解调器、上变频器、前端设备、 开关和收发器等。（世健／聚兴 ／光明 ）
RCA（美国无线电公司），通信及消费类电子产品中的老资格厂商。
RENESAS（瑞萨）2003年4月，日本的三菱电机株式会社半导体事业部与日立半导体事 业部强强联合，成立了瑞萨科技株式会社。（世健／安富利/富昌／敦吉／吉／光菱）
庆成艾睿安富利富昌理查森世平力源中电器材三顾北智高nec公司总部位于日本东京是全球五大电脑制造商之一也是为数不多的能够在半导体电子器件通讯计算机外设图像和计算机领域提供全线产品的公司之星光三信okisemiconductor日本冲电气公司老资格的半导体厂商之一产品门类齐安森美半导体公司是世界最大模拟ic逻辑ic和分立半导体元件供应商之一
NEC公司总部位于日本东京，是全球五大电脑制造商之一，也是为数不多的能够在半 导体、电子器件、通讯、计算机外设、图像和计算机领域提供全线产品的公司之一。 (富友 /菱三 /星光 /三信 )
CPLD概述
SIEE of CUMT
参考书籍
教材:《复杂可编程逻辑器件与应用设计》 付慧生 中国矿业大学出版社
SIEE of CUMT
参考书: 1、《可编程逻辑器件原理、开发与应用》
赵曙光 西安电子科大出版社 2、《CPLD技术与应用》
宋万杰 西安电子科大出版社 3、《大规模可编程逻辑器件与数字系统设计》
杨 晖 北京航天航空大学出版社 4、《CPLD数位电路设计发展应用·基础篇、提高篇》
SIEE of CUMT
电路集成度不断提高 SSI MSI LSI VLSI
计算机技术的发展使EDA技术得到广泛应用 设计方法的发展
自下而上 自上而下 用户需要设计自己需要的专用电路与器件
专用集成电路（ASIC）开发周期长，投入大，风险大。 可编程器件(PLD)：开发周期短，投入小，风险小。
近来人们已经能够在单一半导体芯片上设计、制造百万个以 上的晶体管，这种高集成度的IC芯片已经开始具备以往一个 数字系统的全部特性与功能，这就产生了现代所谓的“单片 系统”（SOC，即System On a Chip）和SOPC 。此时数字器 件已发展成为数字系统
由于单片系统集成度高、功耗低、功能强大，工作可靠，正 受到人们越来越大的重视,今后必将会有光明的发展前景。
使用CPU、MCU及DSP的系统
SIEE of CUMT
使用CPU、MCU及DSP构建数字系统(续)
SIEE of CUMT
特点：
CPU、MCU、DSP依靠执行指令（软件）可以方便的实现几 乎任意的数字逻辑功能，其应用灵活性极强。
微处理器一般需要一定的数字接口器件相配合才能有效 工作；依靠执行软件来完成数字逻辑功能的工作方法导 致其工作速度相对较慢，故在一些需要高速、实时工作 的应用场合它们的应用就受到一定的限制。
中频炉
MPU-2型恒功率晶闸管中频电源控制线路分析1 前言MPU-2恒功率晶闸管中频电源控制板线路是在KGPS-1控制板线路的基础上开发出来。
在全国中频电源装置的装机率比例非常高。
且有多种衍生版本的线路，均得到市场的认可和好评！它主要由电源、调节器、移相控制、保护电路、相序自适应电路、启动演算电路、逆变频率跟踪、逆变脉冲形成、脉冲放大及脉冲变压器组成。
其核心部件采用高性能、高密度、大规模专用美国产MPU集成电路（CPLD，即数字可编程逻辑芯片），使其电路除调节器外，其余均实现数字化，整流触发器部分不需要任何调整，具有可靠性高、脉冲对称度高、抗干扰能力强、反应速度快等特点，又由于有相序自适应电路，无需同步变压器，所以，现场调试中免去了调相序、对同步的工作，仅需把KP晶闸管的门极线接入控制板相应的接线端上，整流部分便能投入运行。
逆变控制部分采用扫频式零压软启动方式，启动性能优于普通的零压软启动电路。
并设有自动重复启动电路，可防止中频电源偶尔的启动失败，使启动成功率达到100%。
频率跟踪电路采用的是平均值取样方案，提高了逆变的抗干扰能力，而且仅需取样中频电压信号，而无须槽路电容器的电流信号，免去了外接中频电流互感器、确定取样电流相位的烦恼。
因此，在调试和使用现场中，也不会由于中频输出线或取样电流互感器的相位接反，而产生中频电源不能启动的问题。
逆变电路中还加有逆变角调节电路，可以自动调节负载阻抗的匹配，达到恒功率输出，能够制成“快速熔炼”的中频电源，达到节时、节电、提高网侧功率因数的目的（此功能也可被关掉）。
逆变部分的主要电路均在MPU-2大规模集成电路的内部，亦是数字电路。
MPU-2控制板线路全板仅有7只集成电路、6只晶体管、6只微调电位器、32个引出端子，安装十分方便。
MPU-2控制板在设计中征求了多方面的意见，采取了有效措施，使得调试极为方便，大多数参数的都由电路内部自动设定，需要用户调整的只有6只电位器的参数设定，所以具有极强的通用性和互换性。
可编程逻辑器件PLD
十、基于FPGA的嵌入式系统
Altera公司NIOSII / ARM9 Xilinx公司MicroBlaze/Power PC
一个典型的复杂应用系统
采用了嵌入式解决方案的系统
7.3.2 PLD的电路表示法
一、基本门电路的PLD表示法
1.输入缓冲器： A
A A
2. 与门
3 或门
ABCD
ABCD
五、世界主要PLD公司简介
公司名称 PLD开发系统
主要产品
Altera 公司 Max+plus ,Quartus CPLD/FPGA
Xilinx 公司 Foundation ,ISE FPGA/CPLD
主要厂商FPGA/CPLD产品市场份额
两大FPGA/CPLD厂商的代表产品
六、面向PLD的EDA技术发展趋势
三、PLD分类
➢低密度PLD
➢可编程阵列逻辑PAL ➢通用阵列逻辑GAL
➢高密度PLD
➢复杂可编程逻辑器件CPLD ➢现场可编程门阵列FPGA
四、PLD器件设计流程
设计准备（系统规范，模块设计） 设计输入
原理图输入方式 文本输入方式(VHDL、Verilog HDL)
功能仿真（前仿真） 综合 适配（布局布线） 时序仿真（后仿真） 下载（编程） 硬件测试
Xilinx
– Spartan3系列 – Virtex系列
FPGA/CPLD的配置与下载
方式
典型应用
主动串行(AS) 串行配置芯片EPCS
JTAG
CPLD、FPGA
被动串行(PS) CPU、 FPGA
下载电缆： ByteBlasterⅡ （MV）并口下载电缆 MasterBlaster USB下载电缆
半导体公司简介
著名半导体相关公司LOGO作者: 张晓朋 ETHAN英特尔公司（Intel Corporation），是世界上最大的半导体公司，也是第一家推出x86 架构处理器的公司，总部位于美国加州圣克拉拉。
由罗伯特·诺宜斯、高登·摩尔、安迪·葛洛夫，以集成电路之名（integrated electronics）在1968 年共同创办Intel 公司，将高级芯片设计能力与领导业界的制造能力结合在一起。
Intel 也有开发主板芯片组、网络卡、闪存、绘图芯片、嵌入式处理器，与对通信与计算相关的产品等。
现任经营高层是董事长-克雷格·贝瑞特及总经理兼运行长-保罗·欧德宁。
Intel Inside 的广告标语与Pentium 系列处理器在90 年代间非常成功的打响Intel 的品牌名号。
超威半导体公司（英文：Advanced Micro Devices, Inc.，简称AMD）是一家专注于微处理器设计和生产的跨国公司，总部位于美国加州硅谷内森尼韦尔。
AMD为电脑、通信及消费电子市场供应各种集成电路产品，其中包括中央处理器、图形处理器、闪存、芯片组以及其他半导体技术。
公司的主要设计及研究所位于美国和加拿大，主要生产设施位于德国，还在新加坡、马来西亚和中国等地设有测试中心。
英飞凌科技公司（Infineon Technologies）总部位于德国慕尼黑，是德国最大的半导体产品制造商，法兰克福上市代码：IFX。
其前身是西门子集团的半导体部门，于1999年独立，2000年上市。
其中文名称为亿恒科技，2002年后更名为英飞凌科技。
其主要产品为：内存通信芯片；汽车、工业芯片及智能卡。
阿斯麦（ASML），全称: Advanced Semiconductor Material Lithography, 目前该全称己不做为公司标识使用，公司的注册标识为ASML Holding ，是总部设在荷兰Veldhoven的全球最大的半导体设备制造商之一，向全球复杂集成电路生产企业提供领先的综合性关键设备，ASML为半导体生产商提供光刻机及相关服务。
在PLD开发中提高VHDL的综合质量.doc
在PLD开发中提高VHDL的综合质量在PLD开发中提高VHDL的综合质量引言①PLD器件厂商提供的EDA工具。
较著名的如：Altera公司的MaxplusII和QuartusII、Xilinx公司的FoundationSeries、Latice-Vantis公司的ispEXERTSystem。
②第三方专业软件公司提供的EDA工具。
常用的综合工具软件有：Synopsys公司的FPGACompilerII、ExemplarLogic公司的LeonardoSpectrum、Synplicity公司的Synplify。
第三方工具软件是对CPLD/FPGA生产厂家开发软件的补充和优化，如通常认为MaxplusII和QuartusII对VHDL/VerilogHDL逻辑综合能力不强，如果采用专用的HDL工具进行逻辑综合，会有效地提高综合质量。
1PLD器件的开发①文本。
用任何文本器都可以，但通常在专用的HDL环境中进行。
因为专业的集成开发环境通常提供各种结构模板，并且可以自定义各种要素（例如关键字、字符串、注释等）的色彩显示，提高可读性，提高输入效率。
②功能仿真。
将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真，检查逻辑功能是否正确。
③逻辑优化与综合。
将源文件调入逻辑综合软件进行逻辑分析处理，即将高层次描述（行为或数据流级描述）转化为低层次的网表输出（存放器与门级描述），逻辑综合软件会生成EDIF （ElectronicDesignInterchangeFormat）格式的EDA工业标准文件。
这步在PLD开发过程中最为关键，影响综合质量的`因素有两个，即代码质量和综合软件性能。
④适配与分割。
如果整个设计超出器件的宏单元或I/O单元资源，可以将设方案分到多片同系列的器件中。
⑤装配或布局布线。
将EDIF文件调入PLD厂家提供的软件中进行装配（对于CPLD）或布局布线（对于FPGA），即将设计好的逻辑写入CPLD/FPGA器件中。
EDA技术概述
电子系统 设计流程：
EDA： 电路仿真（模拟电路仿真、 数字电路仿真以及混合仿真）
根据设计 要求划分 电路模块、 确定系统 框图
各模块设计：模拟 电路、数字电路、 CPU及相关程序
EDA： 电路设 计与制 板
软硬件 联合调 试
EDA： 系统级仿真 （可选）
EDA： VerilogHDL 数字模块设计
EDA： PAC 模拟电路设计
EDA软件工具概述
一、PLD（CPLD、FPGA）与HDL硬件描述语言的开发软件
名词： PLD—— Programmable Logic Device，可编程逻辑器件 CPLD——Complex Programmable Logic Device，复杂可编程 逻辑器件 FPGA——Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列 HDL—— Hardware Description Language，硬件描述语言 ASIC——Application Specific Integrated Circuit，专用集成电 路 Top-Down——自顶向下，EDA技术中的一种设计思想
附表2 C与Verilog对应运算符 C * / + Verilog * / + 功能 乘 除 加
%
%
减
取模
!
&&
!
&&
逻辑反
逻辑与
||
>
||
>
逻辑或
大于
<
>=
<
>=
小于
大于等于
<=
==
<=
==,===
小于等于
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核和MicroBlaze软核CPU的工具； • System Generator for DSP——配合Mathlab，在FPGA中
完成数字信号处理的工具。
主要的PLD厂商
3. Lattice （莱迪思）公司 ➢ ISP（In System Programmable）技术的发明者，ISP技 术极大地促进了PLD产品的发展。 ➢ 三大PLD供应商之一； ➢ GAL器件最早由Lattice公司生产，于80年代初期推出。 ➢ 其PLD产品包括高密度PLD和低密度PLD。主要产品有 ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5，ispMACH4000等。 ➢ 中小规模PLD比较有特色，不过其大规模PLD、FPGA 的竞争力还不够强。 ➢ 1999年推出可编程模拟器件。 ➢ 开发工具比Altera和Xilinx略逊一筹。开发工具主要有 ispDesignEXPERT、ispLEVER（后者2002年新推出）。
主要的PLD厂商
2. Xilinx（赛灵思）公司
➢ FPGA的发明者（ Xilinx 公司于1985年首次推出FPGA ）， 老牌PLD公司；
➢ 三大PLD供应商之一； ➢ 产品种类较全：
• FPGA： XC ，Virtex，Spartan系列 • CPLD： CoolRunner，XC9500系列 ➢ 通常来说，在欧洲用Xilinx产品的人多，在日本和亚太地区 用Altera产品的人多，在美国则是平分秋色。 ➢ 开发软件： • Foundation——早期的开发工具，逐步被ISE取代； • ISE——Xilinx公司集成开发的工具； • ISE Webpack——Xilinx提供的免费开发软件，功能比
主要的PLD厂商
▪ Altera、Xilinx 和 Lattice 是全球最大的三个PLD厂商, 全 球CPLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。
1. Altera公司 ➢ 九十年代以后发展很快，是三大PLD供应商之一。 • 早期有MAX 系列（第一代基于乘积项结构的 CPLD）； • 后来有FLEX系列、APEX系列、ACEX系列 ； • 2002年推出Cyclone 系列（成本最低）、Stratix系列（高速、 高密度 ）； • 2004年推出Cyclone II系列、Stratix II系列， MAX II系列 （第二代低成本MAX CPLD产品，采用新的查找表结构） ➢ Altera公司的PLD的特点： • 高性能 • 高集成度 • 高性价比 • 器件延时可预测 • 丰富的IP核、宏功能库
主要的PLD厂商
4. Actel公司
➢ 是反熔丝（一次性烧写）PLD的领导者， 1988年推出第一个反 熔丝（antifuse）FPGA产品。由于反熔丝PLD抗辐射、耐高 低温、功耗低、速度快，所以在军品和宇航级上有较大优势。 Altera和Xilinx则一般不涉足军品和宇航级市场。
➢ 是 FPGA的专业制造商。其FPGA 产品被广泛应用于通讯、计 算机、工业控制、军事、航空和其他电子系统。由于采用了 独特的抗熔丝硅体系结构，其FPGA产品具有可靠性高、抗辐 射强、能够在极端环境条件下使用等特点，因而被美国宇航 局的太空船（spacecraft）、哈勃望远镜修复、火星探测器 （Mars Explorer）、国际空间站（International space station） 等项目所采用。
CPLD：CoolRunner， One of the 3 biggest PLD
XC9500；
providers in the world.
FPGA：XC4000 ， The inventer of FPGA.
Virtex，Spartan
Reprogrammable PLD
EDA Tool
MAX+PLUS Ⅱ （第三代）， Quartus Ⅱ（第四 代）
➢ 结合了E2CMOS和ISP 技术，采用的是反熔丝开关，因此为 OTP一次性编程器件。适于产品定型后的批量生产，便于保 护知识产权。
➢ 开发工具有Designer，Libro2.2。
Altera公司的系列产品
内容概要
一、Altera器件系列简介 二、Altera器件的用户I/O引脚
和典型可用门 三、Altera器件的命名方法 四、MAXⅡ系列 五、Cyclone系列 六、CycloneⅡ系列 七、Stratix系列 八、StratixⅡ系列 九、Stratix GX系列
The leader of OTP（One Time Programmable ） FPGA. Widely used in military，aeronautics and space fields.
Байду номын сангаас
ispDesignEXPERT， ispLEVER（2002 年新推出）
Designer， Libro2.2
主要的PLD厂商
可编辑版
1
主要的PLD厂商
主要的PLD厂商：
Provider Altera
Xilinx
Product
Description
CPLD：MAX；
FPGA：FLEX ， APEX，Cyclone， Stratix
One of the 3 biggest PLD providers in the world. Reprogrammable PLD
Altera公司的系列产品
一、Altera器件系列简介
Altera的 PLD
MAX系列
Classic MAX 3000A MAX 5000 MAX 7000 MAX 7000S MAX 7000A MAX 7000B MAX 9000 MAX Ⅱ
Foundation（早期 的开发工具 ）， ISE
Lattice Actel
高密度PLD：ispLSI， ispMACH； 低密度 PLD：ispGAL/PAL， ispGDX，ispGDS
eX，MX，SX/SX-A
One of the 3 biggest PLD providers in the world. The inventer of ISP technology, GAL.