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第 3 章 Altera 公司的 CPLD/FPGA 介绍

第 3 章 Altera 公司的 CPLD/FPGA 介绍. 3.1 Altera 公司的器件系列. MAX 系列 :在 MAX 3000A 、 MAX7000S/AE/B 等 CPLD 器件中,基本构造块称为宏单元( Macrocell ),宏单元由可编程的 “ 与阵 ” 和固定的 “ 或阵 ” 构成。. 一、 Altera 的 CPLD. MAXII 器件: 传统的 CPLD 完全不同,摒弃了传统的宏单元体系,采用查找表( LUT )体系和行列布线,无需外部配置。 成本降低一半,功耗只有其十分之一。. 1.FLEX 系列: 10K 、 10A 、 10KE

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第 3 章 Altera 公司的 CPLD/FPGA 介绍

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  1. 第3章Altera公司的CPLD/FPGA介绍

  2. 3.1 Altera公司的器件系列 • MAX系列:在MAX 3000A、MAX7000S/AE/B等CPLD器件中,基本构造块称为宏单元(Macrocell),宏单元由可编程的“与阵”和固定的“或阵”构成。 一、Altera的CPLD • MAXII器件:传统的CPLD完全不同,摒弃了传统的宏单元体系,采用查找表(LUT)体系和行列布线,无需外部配置。成本降低一半,功耗只有其十分之一。

  3. 1.FLEX系列:10K、10A、10KE 2.ACEX 1K系列: 基于查找表结构的低成本FPGA,集成度在3万到几十万门之间 3.APEX系列:20K、20KE 3万门到150万门,多核结构设计的FPGA 4. Cyclone系列: Cyclone、 Cyclone II 全铜、1.2V/1.5V、90nm/130nm的SRAM工艺,成本低,容量高,速度快 5. Stratix系列: Stratix、 Stratix II • 大容量存储资源,三种嵌入式存储模块类型适应设计的需求 • 多种DSP模块使stratix器件具备大数据量的数字信号处理能力 • 支持多种I/O标准和高速接口 • 采用嵌入式锁相环(PLL)管理片内和片外时钟 ,具备时钟管理功能 • Nios嵌入式处理器 • 器件配置和远程系统升级 二、Altera的FPGA

  4. 三、宏功能块及IP核 为了支持SOPC的实现,Altera提供了性能优良的宏模块、IP核以及系统集成等完整的解决方案,减少了设计风险,缩短开发周期,提高所设计系统的总体性能。 IP模块的两种开发方式: • AMPP(Altera Megafunction Partner Program),是ALtera宏功能模块、IP核开发伙伴组织,提供基于Altera器件的优化的宏功能模块、IP内核。 • MegaCore,是Altera自行开发完成的,包括数字信号处理、图像处理、通信、接口、处理器等种类的IP核, Quartus II、MAX+plus II软件提供对宏功能模块进行编译和仿真,测试其性能。

  5. 3.5 CYCLONE II器件介绍 3.5.1 Cyclone II器件的主要特性和基本结构

  6. Cyclone II器件的基本结构

  7. 3.3.2 Cyclone II器件的主要资源介绍 • 逻辑阵列块 • MultiTrack互连 • 全局时钟网络和锁相环 • 嵌入式存储器 • 嵌入式乘法器 • IOE

  8. 1. LE (Logic Element) • 4输入查找表相当于4输入的函数发生器,能够实现4变量输入的所有逻辑。 • 一个可编程寄存器。 • 一个进位链连接。 • 一个寄存器链连接。 • 能够驱动所有的可能的互连,包括本地互连、列间、行间、寄存器链及直接互连。 • 支持寄存器打包。 • 支持寄存器反馈。

  9. 逻辑单元的结构

  10. 通用模式

  11. 计算模式

  12. 2. LAB (Logic Array Blocks) 每个LAB包括16个LE、LAB控制信号(清除、时钟、时钟使能、复位等)、LE进位链、寄存器进位链及LAB本地互连。

  13. LAB互连示意图

  14. LAB控制信号示意图

  15. 3. MultiTrack互连 行互连

  16. 列互连

  17. 4. 全局时钟网络及锁相环

  18. 时钟控制块

  19. 全局时钟网络

  20. PLL的结构

  21. 4Kx1 2k x 2 256 x 16 128x32 5.嵌入式存储器 • M4K RAM的特性

  22. 6.嵌入式乘法器

  23. 7.I/O单元

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