可编程逻辑器件发展与供电电压降低

"工艺改进促使供电电压降低-EDA技术ppt文件" 在电子设计自动化(EDA)领域，工艺改进是推动技术进步的关键因素之一。随着工艺技术的发展，供电电压逐渐降低，这一趋势可以从5.0V降至3.3V，再到2.5V，甚至更低的1.8V。这种所谓的“崩溃电压”现象反映了集成电路上晶体管尺寸的缩小，以及电路功耗和性能之间的微妙平衡。 在第2章中，重点讨论了可编程逻辑器件。可编程逻辑器件（PLD）自20世纪80年代以来经历了快速的发展，成为实现定制逻辑功能的首选工具。PLD包括几种不同类型的器件，如： 1. 可编程逻辑阵列（PLA）：这是最早的可编程逻辑器件，由全译码的与阵列和可编程的或阵列组成，主要用于存储器应用。尽管其规模大、速度较低，但它是现代PLD的基础。 2. 可编程阵列逻辑（PAL）：PAL由可编程的与阵列和固定的或阵列构成，提供了一定程度的设计灵活性，相较于PLA有所改进。 3. 可编程只读存储器（PROM）：PROM通过熔丝编程实现逻辑功能。其可编程原理基于固定与阵列和可编程或阵列，可以实现用户定义的逻辑功能。 4. 通用阵列逻辑（GAL）：GAL采用了熔丝编程方式，具备可擦除、可重复编程、数据长期保存和可重新组合结构等优势，因此在20世纪80年代得到了广泛应用。 5. 可编程门阵列（FPGA）：FPGA是高密度PLD的代表，由大量独立的可编程逻辑模块组成，这些模块可以通过灵活的互连进行组合。FPGA的优点包括高密度、编程速度快和设计灵活性，能够实现复杂的逻辑功能，且随着工艺技术的进步，现在的FPGA甚至内嵌有复杂的硬核处理器和其他功能模块。 在使用这些PLD时，设计者可以利用原理图、状态机、布尔方程、硬件描述语言（如VHDL和Verilog）等不同的方法来表示设计思想。经过编译和转换过程，生成的目标文件会被编程器或下载电缆配置到PLD中，实现所需的逻辑功能。 随着工艺技术的持续改进，供电电压的降低不仅减少了设备的功耗，还提升了系统的运行速度和效率。同时，这也对EDA工具提出了新的挑战，需要更高效地设计和优化在低电压环境中工作的电路。对于设计者来说，理解和掌握这些变化趋势以及相关技术，是确保其设计能够适应未来技术发展的重要一环。