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2.2.2 CPLD的结构和原理 教学视频在线视频

下一节:2.2.4 CPLD的结构和原理 讨论

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2.2.2 CPLD的结构和原理 教学视频课程教案、知识点、字幕

上节课讲到早期和中期的PLD

如PROM、PAL、 GAL等

由于阵列规模小

片内寄存器资源不足等原因

在使用中已经被淘汰

目前，PLD主要以CPLD、FPGA为主

为了更好的使用和选择这些器件

下面以Altera公司的

MAX7000系列芯片EPM7128为例

介绍CPLD的基本结构及工作原理

其他型号的CPLD的结构与此非常类似

从图中可以看到，CPLD由三部分组成

位于中心的可编程互连线（PIA）

分布于PIA周围的宏单元

以及边沿的I/O控制块

宏单元是PLD的基本结构

可实现数字电路基本逻辑功能

16个逻辑宏单元

可以组成一个逻辑阵列块LAB

PIA负责信号的传递

连接所有的宏单元和I/O控制块

I/O控制块负责输入输出的电气特性

如设定引脚为输入、输出

OC输出还是三态输出等等

左上角还有四个输入信号

分别是全局时钟、清零、输出和使能信号

这几个信号有专用连线

与PLD中每个宏单元相连

下面我们来分析宏单元

PIA和I/O控制块的构成及工作方式

那么,宏单元由与阵列、或阵列

可编程触发器和可编程选择开关构成

左侧红框部分是乘积项阵列

每一个交叉点都是一个可编程开关

如果导通就实现“与逻辑”

后面的乘积项选择矩阵是一个或阵列

两者一起完成组合逻辑

可编程触发器可配置为D触发器或者T触发器

其时钟、清零

都可以通过可编程选择开关选择

可使用全局清零或者全局时钟

也可使用乘积项阵列产生的时钟和清零

如果不需要触发器，也可将触发器旁路

信号直接输出给互联阵列

或者输出到I/O引脚

从前面的讲述

我们总结一下宏单元的功能

宏单元通过与、或阵列及乘积项扩展

实现了多输入、多输出

功能强大的组合电路

再通过各类触发器、不同的时钟信号

实现了同步或异步时序逻辑电路

下面我们再看可编程互联

从图中可以看到

围绕在PIA周围的

不同的宏单元与宏单元之间

宏单元与I/O口之间

都是通过可编程互联线相互连接

构成所需要的逻辑

PIA是一种集总总线的方式

采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互联

所以设计的逻辑电路具有时间可预测性

这样，通过宏单元与宏单元之间

宏单元与I/O口之间的

大量的局部布线或全局布线

实现整个逻辑系统的设计

I/O控制块内部结构如图所示

I/O控制块允许每个 I/O引脚

单独被配置为输入、输出和双向工作方式

所有I/O引脚都有一个三态缓冲器

控制端来自数据选择器

可以选择6根全局输出使能信号、电源和地端

前面我们介绍了CPLD各模块的工作原理

下面我们来了解CPLD 编程工艺

那么，CPLD编程工艺采用的是

EEPROM编程方式

如右图所示

EEPROM单元控制与门的一个输入端

如果EEPROM单元为高电平

则PIA连线将和LAB相连

否则将和LAB断开

大部分CPLD采用这种

FLASH或EEPROM编程方式

FLASH和EEPROM编程方式的最大区别是

flash是按扇区操作

EEPROM则按字节操作

同学们

本次课我们共同学习了CPLD的构成

各模块工作原理及CPLD的编程工艺

下节课我们将共同学习FPGA有关内容

再见

EDA技术与应用课程列表：

第一章 EDA技术概述

-1.1 EDA技术概述

--1.1.1 EDA技术概述 导学

--1.1.2 EDA技术概述 教学视频

--1.1.3 EDA技术概述 单元测验

--1.1.4 EDA技术概述 讨论

第二章 可编程逻辑器件概述

-2.1 可编程逻辑器件（PLD）概述

--2.1.1 可编程逻辑器件 导学

--2.1.2 可编程逻辑器件概述 教学视频

--2.1.3 可编程逻辑器件概述 单元测验

--2.1.4 可编程逻辑器件概述 讨论

-2.2 CPLD的结构和原理

--2.2.1 CPLD结构和原理 导学

--2.2.2 CPLD的结构和原理 教学视频

--2.2.3 CPLD的结构和原理 单元测验

--2.2.4 CPLD的结构和原理 讨论

-2.3 FPGA的结构和原理

--2.3.1 FPGA的结构和原理 导学

--2.3.2 FPGA的结构和原理 教学视频

--2.3.3 FPGA的结构和原理 单元测验

--2.3.4 FPGA的结构和原理 讨论

-2.4 FPGA和CPLD的选用

--2.4.1 FPGA和CPLD的选用 导学

--2.4.2 FPGA和CPLD的选用 教学视频

--2.4.3 FPGA和CPLD的选用 单元测验

--2.4.4 FPGA和CPLD的选用 讨论

-2.5 FPGA与CPLD的编程和配置

--2.5.1 FPGA与CPLD的编程与配置 导学

--2.5.2 FPGA与CPLD的编程与配置 教学视频

--2.5.3 FPGA与CPLD的编程与配置 单元测验

--2.5.4 FPGA与CPLD的编程与配置 讨论

第三章 EDA开发平台——QuartusII应用

-3.1 QuartusII概述

--3.1.1 Quartus Ⅱ概述 导学

--3.1.2 Quartus Ⅱ概述 教学视频

--3.1.3 Quartus Ⅱ概述 单元测验

--3.1.4 Quartus Ⅱ概述 讨论

-3.2 新建工程

--3.2.1 新建工程 导学

--3.2.2 新建工程 教学视频

--3.2.3 新建工程 单元测验

-3.3 设计输入

--3.3.1 设计输入 导学

--3.3.2 设计输入 教学视频

--3.3.3 设计输入 单元测验

--3.3.4 设计输入 讨论

-3.4 设计编译

--3.4.1 设计编译 导学

--3.4.2 设计编译 教学视频

--3.4.3 设计编译 单元测验

--3.4.4 设计编译 讨论

-3.5 仿真验证

--3.5.1 仿真验证 导学

--3.5.2 仿真验证 教学视频

--3.5.3 仿真验证 单元测验

--3.5.4 仿真验证 讨论

-3.6 器件编程

--3.6.1 器件编程 导学

--3.6.2 器件编程1 教学视频

--3.6.3 器件编程2 教学视频

--3.6.4 器件编程 单元测验

--3.6.5 器件编程 讨论

-3.7层次化设计

--3.7.1 层次化设计 导学

--3.7.2 层次化设计 教学视频

--3.7.3 层次化设计 单元测验

--3.7.4 层次化设计 讨论

-3.8 宏功能模块的使用

--3.8.1 宏功能模块的使用 导学

--3.8.2 宏功能模块的使用 教学视频

--3.8.3 宏功能模块的使用 单元测验

--3.8.4 宏功能模块的使用 讨论

第四章 VHDL语言概述

-4.1 VHDL语言概述

--4.1.1 VHDL概述 导学

--4.1.2 VHDL语言概述 教学视频

--4.1.3 VHDL语言概述 单元测验

--4.1.4 VHDL概述 讨论

-4.2 VHDL代码的结构

--4.2.1 VHDL代码的结构 导学

--4.2.2 VHDL代码的结构 教学视频

--4.2.3 VHDL代码的结构 单元测验

--4.2.4 VHDL代码的结构 讨论

-4.3 库和库声明

--4.3.1 库和库声明 导学

--4.3.2 库和库声明 教学视频

--4.3.3 库和库声明 单元测验

--4.3.4库和库声明 讨论

-4.4 实体说明

--4.4.1 实体说明 导学

--4.4.2 实体说明 教学视频

--4.4.3 实体说明 单元测验

--4.4.4 实体说明 讨论

-4.5 结构体

--4.5.1 结构体 导学

--4.5.2 结构体 教学视频

--4.5.3 结构体 单元测验

--4.5.3 结构体 讨论

-4.6 VHDL预定义数据类型

--4.6.1 VHDL预定义数据类型 导学

--4.6.2 VHDL预定义数据类型 教学视频

--4.6.3 VHDL预定义数据类型 单元测验

--4.6.4 VHDL预定义数据类型 讨论

-4.7 常量、变量和信号

--4.7.1 常量、变量和信号 导学

--4.7.2 常量、变量和信号 教学视频

--4.7.3 常量、变量和信号 单元测验

--4.7.4 常量、变量和信号 讨论

-4.8 运算操作符和属性

--4.8.1 运算操作符和属性 导学

--4.8.2 运算操作符和属性 教学视频

--4.8.3 运算操作符和属性 单元测验

--4.8.4 运算操作符和属性 讨论

-4.9 IF语句和WAIT语句

--4.9.1 IF语句和WAIT语句 导学

--4.9.2 IF语句和WAIT语句 教学视频

--4.9.3 IF语句和WAIT语句 单元测验

--4.9.4 IF语句和WAIT语句 讨论

-4.10 CASE语句

--4.10.1 CASE语句 导学

--4.10.2 CASE语句 教学视频

--4.10.3 CASE语句 单元测验

--4.10.4 CASE语句 讨论

-4.11 LOOP循环语句

--4.11.1 LOOP循环语句 导学

--4.11.2 LOOP循环语句 教学视频

--4.11.3 LOOP循环语句 单元测验

--4.11.4 LOOP循环语句 讨论

-4.12 进程

--4.12.1 进程 导学

--4.12.2 进程 教学视频

--4.12.3 进程 单元测验

--4.12.4 进程 讨论

-4.13 条件信号赋值语句

--4.13.1 条件信号赋值语句 导学

--4.13.2 条件信号赋值语句 教学视频

--4.13.3 条件信号赋值语句 单元测验

-4.14 选择信号赋值语句

--4.14.1 选择信号赋值语句 导学

--4.14.2 选择信号赋值语句 教学视频

--4.14.3 选择信号赋值语句 单元测验

-4.15 元件例化语句

--4.15.1 元件例化语句 导学

--4.15.2 元件例化语句 教学视频

--4.15.3 元件例化语句 单元测验

--4.15.4 元件例化语句 讨论

-4.16 VHDL模块化设计

--4.16.1 VHDL模块化设计

--4.16.2 VHDL模块化设计 教学视频

--4.16.3 VHDL模块化设计 单元测验

--4.16.4 VHDL模块化设计 讨论

第五章 设计方法概述

-5.1 设计方法概述

--5.1.1 设计方法概述 导学

--5.1.2 设计方法概述 教学视频

--5.1.3 设计方法概述 单元测验

--5.1.4 设计方法概述 讨论

-5.2 EDA综合设计案例(1）— 数字钟的设计

--5.2.1 EDA综合设计案例1 导学

--5.2.2 EDA综合设计设计案例1— 数字钟的设计 教学视频

--5.2.3 EDA综合设计案例1 单元测验

--5.2.4 EDA综合设计案例1 讨论

-5.3 EDA综合设计案例（2）—16×16点阵控制器设计

--5.3.1 EDA综合设计案例2 导学

--5.3.2 EDA综合设计案例2—16×16点阵控制器设计 教学视频

--5.3.3 EDA综合设计案例2 单元测验

--5.3.4 EDA综合设计案例2 讨论

思政教育

-国产EDA技术如何突破？

2.2.2 CPLD的结构和原理 教学视频笔记与讨论

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