FPGA设计基础：类别与选择详解

FPGA设计基础深入探讨了可编程逻辑器件（PLDs）的不同类别和特点，包括简单可编程逻辑器件(SPLDs)、复杂可编程逻辑器件(CPLDs)以及现场可编程门阵列(FPGAs)。章节2首先概述了PLDs的分类，介绍了它们各自的特性和发展历程。 在SPLD部分，着重讨论了PAL (Programmable Array Logic) 和 PLA (Programmable Logic Array)，这两种逻辑器件采用二进制逻辑门阵列架构，如与门和或门的基本实现。Simplified PAL Architecture进一步展示了其基本结构和工作原理。 CPLDs，作为更复杂的解决方案，提供了更高的复杂度和密度，其设计通常涉及宏单元、开关网络和输入/输出模块。设计决策树（CPLDDecisionTree）帮助用户在选择时权衡各种因素。CPLDs相较于SPLDs和FPGAs的优势和劣势也进行了比较。 FPGAs的发展始于1985年，由Xilinx公司引领，旨在填补CPLD与应用特定集成电路(ASIC)之间的性能差距。FPGAs的设计更加灵活，允许用户在运行时自定义逻辑，因此在功能映射和灵活性方面具有显著优势。 Operational Categories of FPGADevices部分涵盖了FPGA的多种操作模式，如全自定义配置、部分配置和在线编程。 在实际应用中，如何将功能映射到CPLD和FPGA是关键，章节14对此进行了详细讲解。FPGADeviceOverview部分总结了FPGA技术的核心特点，如其可重构的逻辑细胞、配置存储器和可编程布线资源。 FPGA设计基础涵盖了从基础概念到实际设计过程的全面知识，帮助读者理解不同类型的PLDs以及如何根据项目需求选择合适的硬件平台。无论是对于初学者还是经验丰富的工程师，掌握这些内容都是深入理解并有效利用FPGA进行系统设计的关键。