?? 可編程邏輯(PLD):
在數字電子系統領(lǐng)域,存在三種基本的器件類(lèi)型:存儲器、微處理器和邏輯器件。存儲器用來(lái)存儲隨機信息,如數據表或數據庫的內容。微處理器執行軟件指令來(lái)完成范圍廣泛的任務(wù),如運行字處理程序或視頻游戲。邏輯器件提供特定的功能,包括器件與器件間的接口、數據通信、信號處理、數據顯示、時(shí)序和控制操作、以及系統運行所需要的所有其它功能。
固定邏輯與可編程邏輯
邏輯器件可分類(lèi)兩大類(lèi) - 固定邏輯器件和可編程邏輯器件。一如其名,固定邏輯器件中的電路是永久性的,它們完成一種或一組功能 - 一旦制造完成,就無(wú)法改變。另一方面,可編程邏輯器件(PLD)是能夠為客戶(hù)提供范圍廣泛的多種邏輯能力、特性、速度和電壓特性的標準成品部件 - 而且此類(lèi)器件可在任何時(shí)間改變,從而完成許多種不同的功能。
對于固定邏輯器件,根據器件復雜性的不同,從設計、原型到最終生產(chǎn)所需要的時(shí)間可從數月至一年多不等。而且,如果器件工作不合適,或者如果應用要求發(fā)生了變化,那么就必須開(kāi)發(fā)全新的設計。設計和驗證固定邏輯的前期工作需要大量的“非重發(fā)性工程成本”,或NRE。
??NRE表示在固定邏輯器件最終從芯片制造廠(chǎng)制造出來(lái)以前客戶(hù)需要投入的所有成本,這些成本包括工程資源、昂貴的軟件設計工具、用來(lái)制造芯片不同金屬層的昂貴光刻掩模組,以及初始原型器件的生產(chǎn)成本。這些NRE成本可能從數十萬(wàn)美元至數百萬(wàn)美元。
對于可編程邏輯器件,設計人員可利用價(jià)格低廉的軟件工具快速開(kāi)發(fā)、仿真和測試其設計。
??然后,可快速將設計編程到器件中,并立即在實(shí)際運行的電路中對設計進(jìn)行測試。原型中使用的PLD器件與正式生產(chǎn)最終設備(如網(wǎng)絡(luò )路由器、DSL調制解調器、DVD播放器、或汽車(chē)導航系統)時(shí)所使用的PLD完全相同。這樣就沒(méi)有了NRE成本,最終的設計也比采用定制固定邏輯器件時(shí)完成得更快。
采用PLD的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是在設計階段中客戶(hù)可根據需要修改電路,直到對設計工作感到滿(mǎn)意為止。這是因為PLD基于可重寫(xiě)的存儲器技術(shù)--要改變設計,只需要簡(jiǎn)單地對器件進(jìn)行重新編程。一旦設計完成,客戶(hù)可立即投入生產(chǎn),只需要利用最終軟件設計文件簡(jiǎn)單地編程所需要數量的PLD就可以了。
PLD是可編程邏輯器件(Programable Logic Device)的簡(jiǎn)稱(chēng),是電子設計領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一項技術(shù),它的影響絲毫不亞于70年代單片機的發(fā)明和使用。PLD能完成任何數字器件的功能,上至高性能CPU,下至簡(jiǎn)單的74電路,都可以用PLD來(lái)實(shí)現。PLD如同一張白紙或是一堆積木,工程師可以通過(guò)傳統的原理圖輸入法,或是硬件描述語(yǔ)言自由的設計一個(gè)數字系統。通過(guò)軟件仿真,可以事先驗證設計的正確性。在PCB完成以后,還可以利用PLD的在線(xiàn)修改能力,隨時(shí)修改設計而不必改動(dòng)硬件電路。使用PLD來(lái)開(kāi)發(fā)數字電路,可以大大縮短設計時(shí)間,減少PCB面積,提高系統的可靠性。 PLD的這些優(yōu)點(diǎn)使得PLD技術(shù)在90年代以后得到飛速的發(fā)展,同時(shí)也大大推動(dòng)了EDA軟件和硬件描述語(yǔ)言(HDL)的進(jìn)步。