复旦大学ASIC设计教程：可编程ASIC的结构与特点

"专用集成电路设计方法ASIC Design4的教程与笔记习题，主要探讨了可编程ASIC，包括其历史发展、特点、结构、资源和分类。内容来自复旦大学专用集成电路与系统实验室的教学资料，涵盖了从70年代的PROM到90年代的FPGA，以及FPGA和CPLD的主要组成部分和设计优势。" 本文将详细阐述专用集成电路设计中的可编程ASIC（Application-Specific Integrated Circuit）技术，特别是第四章的内容，主要关注可编程逻辑器件如FPGA和CPLD。自70年代以来，PLD经历了从PROM、PLA、PAL到EPLD、CPLD，再到FPGA的发展，技术不断进步，特征尺寸缩小，性能提升，例如0.18微米工艺，1.8伏电压，高速运行能力达到200MHz，同时具备内置RAM、DLL和丰富的布线资源。 可编程ASIC的主要特点是规模大，可实现几千门至几百万门的逻辑电路，适用于各种时序和组合逻辑。由于大部分逻辑具有重复性，因此可编程ASIC在设计上具有周期短、风险小、成本低的优点，且支持现场和在系统编程，适应性强。 可编程ASIC器件由三个主要部分组成：可编程逻辑功能块（LOGIC FUNCTION BLOCKS）、可编程输入输出块（I/O BLOCKS）和可编程连线资源（INTERCONNECT）。逻辑功能块是实现逻辑功能的核心，常见的结构包括基于查找表、多路选择器和传统的可编程阵列逻辑。这些单元可以灵活配置以满足不同逻辑需求。 I/O块则负责连接外部信号与内部逻辑，需要支持多种输入输出模式，如输入、输出、双向、集电极开路和三态输出，并能与同一厂家的其他ASIC系列兼容，同时具备高驱动能力、高速或低功耗、低噪声等特性。为了适应不同电压标准，I/O块需要具有良好的兼容性。 可编程连线资源是连接逻辑功能块和I/O之间的桥梁，提供了灵活的布线可能性，使得设计者可以根据需要定制逻辑路径，优化性能和功耗。 通过深入理解这些可编程ASIC的基础知识和设计原理，工程师可以更有效地利用这些先进的工具和技术，开发出满足特定应用需求的高性能、低功耗的集成电路。这些设计方法在现代电子系统，尤其是在通信、计算机、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。