FPGA技术详解：宏单元结构与可编程逻辑器件发展史

本文档主要围绕FPGA技术进行详细的讲解，着重探讨了宏单元的具体结构以及可编程逻辑器件的发展历程。FPGA (Field-Programmable Gate Array)，作为一种高度灵活的集成电路，其核心结构包括与或阵列和可编程D触发器。 首先，文章提到的“与或阵列”是由许多交叉点组成的，每个交叉点都配备了一个可编程熔丝，这些熔丝可以被设置为导通或断开，从而实现逻辑上的“与”和“或”操作。这使得FPGA能够根据设计者的配置动态地改变电路功能，提供了极高的灵活性。 其次，文档强调了CPLD (Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)的概念，它是FPGA的前身之一。CPLD包括早期的PROM (Programmable Read-Only Memory) 和 PLA (Programmable Logic Array)，如AMD公司的PAL器件，它们通过熔丝编程来定义逻辑功能。随着技术的进步，莱迪思公司发明了电可擦写的GAL (Generic Array Logic)器件，进一步提升了灵活性。 进入80年代，Xilinx和Altera等公司推动了FPGA的发展，尤其是Xilinx提出的现场可编程概念，让FPGA具备了实时修改内部连线的能力，从而实现真正的定制化。FPGA的这一特性使其在电子设计中占据重要地位，尤其是在需要快速原型开发和硬件加速的领域。 此外，文档还提到了Lattice公司的在系统可编程(ISP)概念，这是一种允许在设备运行时更新或配置的能力，这为FPGA的应用提供了更大的便利性和适应性。随着技术的不断迭代，CPLD进一步演变为功能更强、更复杂的FPGA，如Altera的CPLD产品。 总结来说，这篇FPGA技术教程深入剖析了FPGA的宏单元结构，以及从早期的PROM和PLA到现代FPGA的进化过程，强调了其作为可编程逻辑器件的重要地位和不断演进的功能特性。学习者可以通过这篇文章了解FPGA的工作原理、设计方法以及其在实际工程中的应用价值。