FPGA配置详解：PC并行口与PS模式

"这篇资源是西安电子科技大学大规模课程的一份PPT，主要讲解了如何使用PC的并行口配置FPGA工作在PS（处理器系统）模式。内容涵盖了可编程逻辑器件的基础知识，包括PLD的定义、原理、结构、发展历程以及分类，特别强调了FPGA和CPLD的配置方法。" 在电子设计领域，可编程逻辑器件（PLD）扮演着至关重要的角色。PLD是一种允许用户根据需求定制逻辑功能的集成电路，它由可编程逻辑单元和可编程连线组成，可以通过软件工具进行设计和编程。PLD的发展历程可以从早期的熔丝编程PROM和PLA，经过PAL、GAL，到现代的CPLD和FPGA，体现出从低密度、编程繁琐到高密度、设计灵活的演变。 PLD的基本原理是基于“与或”阵列，其中“与阵列”用于实现任意逻辑函数的与运算部分，而“或阵列”则负责或运算部分。输入缓冲器增强了输入信号的驱动能力，同时提供原变量和反变量；输出缓冲器可以输出组合逻辑和时序逻辑信号，部分还包含三态门和寄存器等附加功能。 随着技术的进步，CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）成为了现代电子设计中的主流选择。CPLD通常拥有固定的逻辑宏单元，适用于需要大量相同功能的场合，而FPGA则以其高度的灵活性和可编程性，能够实现复杂的逻辑设计，甚至可以内嵌处理器系统（SoPC），广泛应用于通信、计算、图像处理等领域。 在FPGA/CPLD的配置中，PS（处理器系统）模式允许FPGA作为处理器系统的组成部分，与嵌入式处理器协同工作，实现高性能的系统级集成。配置通常涉及下载配置数据到FPGA的配置存储器中，这个过程可以通过各种接口完成，如JTAG、SPI或并行口，如PPT中提到的使用PC并行口配置。 在实际应用中，FPGA的配置方式有多种，例如在系统配置（In-System Programming, ISP）、外部串行配置、并行配置等。PC并行口配置是一种传统的配置方式，它利用个人计算机的并行端口（Parallel Port Interface, LPT）将配置数据快速写入FPGA。这种配置方法虽然现在逐渐被更现代的接口如USB和Ethernet取代，但在某些特定场合仍然有用。 理解和掌握PLD，特别是FPGA和CPLD的工作原理、结构及其配置方法，对于电子工程师来说至关重要，因为它们提供了设计灵活、可快速原型验证的平台，极大地推动了电子设计的创新和发展。