可编程逻辑器件PLD与FPGA技术解析

"本文介绍了PLD（可编程逻辑器件）及其相关知识，包括其与FPGA的区别、作用、在电子设计中的重要性、开发流程以及PLD/FPGA的分类和使用方法。" PLD（可编程逻辑器件）是电子设计领域中不可或缺的一部分，它允许工程师根据需求自由地配置和设计数字系统。这种技术的灵活性和适应性，使得PLD在电子设备的发展中扮演了关键角色，类似于70年代单片机的革命性影响。PLD可以实现从高性能CPU到简单逻辑门电路的各种功能，为设计师提供了极大的设计空间和便利。 PLD的设计过程通常涉及两个主要部分：开发软件和PLD本身。开发软件已经非常成熟，提供了原理图输入和硬件描述语言（HDL）如VHDL或Verilog等，使得设计师无需深入理解PLD的内部工作原理，也能进行有效的设计。然而，理解PLD的内部结构有助于提高设计效率和可靠性。 在设计完成后，开发软件会生成一个编程文件，例如.pof文件。将这个编程文件烧录到PLD芯片上，就需要考虑不同的PLD/FPGA类型。例如，基于乘积项（Product-Term）技术且使用EEPROM或Flash工艺的PLD，如Altera的MAX系列、Lattice的某些产品以及Xilinx的XC9500和Coolrunner系列，通常需要使用特定的编程电缆，通过运算机的并行打印口连接到PCB板上的PLD芯片，进行编程操作。 此外，PLD/FPGA的分类多样，根据结构和应用，可以分为PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）等。每种类型的PLD/FPGA都有其独特的特性，如性能、功耗、容量和成本等方面的差异，适用于不同的应用场景。 PLD/FPGA技术极大地推动了电子设计自动化（EDA）软件和硬件描述语言的发展，降低了数字电路设计的门槛，加快了产品上市速度，并提高了系统的可维护性和可靠性。无论是对于初学者还是资深工程师，掌握PLD/FPGA的基本知识和应用都是至关重要的。