可编程逻辑器件的精细分类与特性解读 

   2024-05-24 工业品商城20
核心提示:目前市面上能够提供可编程ASIC(专用集成电路)器件供应的厂商众多,其中主要包括Xilinx、Altera、Lattice、Actel、Atmel、AMD、Cypress、Intel、Motorola以及TI等知名品牌。尽管这些厂商各自拥有独特的系列设定与产品命名规则,但他们所研发的器件往往具备不同的结构特点及分类标准。因此,以下将为您详细解读其中较为通用

    目前市面上能够提供可编程ASIC(专用集成电路)器件供应的厂商众多,其中主要包括Xilinx、Altera、Lattice、Actel、Atmel、AMD、Cypress、Intel、Motorola以及TI等知名品牌。尽管这些厂商各自拥有独特的系列设定与产品命名规则,但他们所研发的器件往往具备不同的结构特点及分类标准。因此,以下将为您详细解读其中较为通用的几种器件分类方式。

1. 根据器件集成度进行分类

(1) 低密度可编程逻辑器件

    一般而言,若某款PLD(可编程逻辑器件)中的等效门数量未超过500个,那么我们便可以将其归类为低密度PLD。依据此项标准,我们可以将PROM、PLA、PAL以及GAL等类型的器件划分为低密度可编程逻辑器件范畴。

(2) 高密度可编程逻辑器件

    同样,如果某款PLD中的等效门数量超出500个,那么我们便可以将其归类为高密度PLD。依照此项标准,CPLD(复杂可编程逻辑器件)以及FPGA(现场可编程门阵列)等类型的器件则被视为高密度可编程逻辑器件的代表。

2. 根据互连结构进行分类

(1) 确定型

    确定型PLD是指在实际应用过程中,每次进行布线操作时,均采用相同的互连线路进行连接,因此线路的延迟时间是完全可知且可预测的。这类器件涵盖了简单PLD器件(如PROM、PLA、PAL以及GAL等)以及CPLD等类型。目前,除了FPGA器件之外,绝大部分PLD器件均属于此类结构。

(2) 统计型

    统计型PLD则是指在设计系统执行同一功能时,每次都会产生不同的布线模式,因此无法准确预知线路的延迟时间。以FPGA为例,便是统计型结构的典型代表。

3. 根据编程元件进行分类

(1) 熔丝或反熔丝开关

    熔丝开关作为最早出现的可编程元件之一,其构成部分主要是熔断丝。由于其一次性可编程的特性,使得其在占用较大面积、需求较大电流以及测试难度较高等方面存在一定局限性,例如PROM、PAL以及Xilinx的XC5000系列器件等。

反熔丝开关则是通过击穿介质的方式来实现线路的连通。

(2) 浮栅编程技术

    浮栅编程技术主要利用悬浮栅来储存电荷,从而实现对编程数据的保存。因此,在断电状态下,存储数据并不会发生丢失现象。GAL以及大部分CPLD器件均采用该种编程方式。

(3) SRAM配置存储器

    SRAM配置存储器主要用于存储配置数据,故而得名配置存储器。目前,Xilinx公司生产的FPGA器件主要采用了这种编程结构,这种SRAM配置存储器具备极强的抗干扰能力。然而,每次设备断电后,配置数据将会丢失,因此在每次设备启动时,均需进行重新配置。

4. 根据可编程特性进行分类

(1) 一次可编程

    对于熔丝或反熔丝器件来说,它们仅能进行一次编程操作,因此被称为一次性编程。而其他类型的编程器件则可以进行多次编程操作。一次可编程的典型产品包括PROM、PAL、熔丝以及反熔丝型FPGA等。

(2) 重复可编程

    在重复可编程的器件中,采用紫外线擦除方式的产品一般可进行几十次的编程操作;采用电擦除方式的产品则可进行更多次数的编程操作;而采用E2CMOS工艺的产品,其擦写次数甚至可高达上千次;至于采用SRAM配置结构的产品,则被广泛认为可实现无限次的编程操作。


 
 
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