Verilog HDL与CPLD/FPGA项目开发教程(第3版)
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1.2.1 CPLD/FPGA产品概况

CPLD/FPGA同属于高密度用户可编程逻辑器件,其芯片门数(容量)等级从几千门至几万门、几十万门至几百万门以上不等,适合时序、组合逻辑电路应用场合,它可以替代几十甚至上百块通用IC芯片,实际上这样的CPLD/FPGA就是一个子系统部件。电路设计人员在使用CPLD/FPGA器件进行电路设计时,不需过多考虑它们的区别,因为其电路设计和仿真方法都完全一样,不同之处仅在于芯片编译或适配时生成的下载文件不同。

(1)主流PLD产品

MAXⅡ:新一代PLD器件,0.18μm Flash工艺,2004年底推出,采用FPGA结构,配置芯片集成在内部,和普通PLD一样上电即可工作。容量比上一代大大增加,内部集成一片8Kbit串行E2PROM,增加很多功能。MAXⅡ采用2.5V或者3.3V内核电压,MAXⅡ G系列采用1.8V内核电压。MAXⅡ器件家族如表1-4所示。

表1-4 MAXⅡ器件家族

(2)主流FPGA产品

Altera的主流FPGA分为两大类,一种侧重低成本应用,容量中等,性能可以满足一般的逻辑设计要求,如Cyclone、CycloneⅡ;还有一种侧重于高性能应用,容量大,性能可满足各类高端应用,如Stratix、StratixⅡ等。用户可以根据实际应用的要求进行选择。在性能可以满足的情况下,优先选择低成本器件。

Cyclone(飓风):Altera公司的中等规模FPGA,2003年推出,0.13μm工艺,1.5V内核供电,与Stratix结构类似,是一种低成本FPGA系列,是目前主流产品,其配置芯片也改用全新的产品。Cyclone系列芯片如表1-5所示。

表1-5 Cyclone系列芯片

CycloneⅡ:Cyclone的下一代产品,2005年推出,90nm工艺,1.2V内核供电,属于低成本FPGA,性能和Cyclone相当,提供了硬件乘法器单元。CycloneⅡ系列概览如表1-6所示。

表1-6 CycloneⅡ系列概览

Stratix:Altera公司的大规模高端FPGA,2002年推出,0.13μm工艺,1.5V内核供电。集成硬件乘加器,芯片内部结构比Altera公司以前的产品有很大变化。Stratix系列概览如表1-7所示。

表1-7 Stratix系列概览

StratixⅡ:Stratix的下一代产品,2004年推出,90nm工艺,1.2V内核供电,大容量高性能FPGA。StratixⅡ系列概览如表1-8所示。

表1-8 StratixⅡ系列概览

(续)

(3)FPGA配置芯片

用于配置SRAM工艺FPGA的E2PROM和EPC2以上的芯片可以用电缆多次擦写。FPGA配置芯片概览如表1-9所示。

表1-9 FPGA配置芯片概览

(4)NoisⅡ软处理器

Verilog编写的一个32位/16位可编程CPU核,可以集成到各种FPGA中,Altera公司提供开发软件用于软件和硬件开发。

(5)更多可编程器件产品

Altera公司还有很多仍然在广泛使用的可编程器件产品,如:ACEX 1K、MAX3000A、FLEX 10K、APEX 20K、StratixGX等。