可編程器件的發(fā)展現(xiàn)狀及典型公司器件的特點

1、可編程器件的發(fā)展現(xiàn)狀及典型公司器件的特點可編程邏輯器件英文全稱為Programmable Logic Device，即 PLD。PLD是作為一種通用集成電路產(chǎn)生的，它的邏輯功能按照用戶對器件編程來確定。可編程邏輯器件是集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。很早以前，電子工程師們就曾設(shè)想設(shè)計一種邏輯可再編程的器件，但由于集成電路規(guī)模的限制，難以實現(xiàn)。二十世紀(jì)七十年代，集成電路技術(shù)迅猛發(fā)展，隨著集成電路規(guī)模的增大，MSI、LSI出現(xiàn)，可編程邏輯器件才得以誕生和迅速發(fā)展。 一、可編程程器件的的發(fā)展歷歷史1、第一階階段:PPLD誕誕生及簡簡單PLLD發(fā)展展階段 二十世紀(jì)七七十年代代，熔絲編編程的PPROMM(Prr

2、ogrrammmablle Reaad Onlly Memmoryy)和PPLA(Proograammaablee Loggic Arrray)的出現(xiàn)現(xiàn)，標(biāo)志著著PLDD的誕生生。可編程程邏輯器器件最早早是根據(jù)據(jù)數(shù)字電電子系統(tǒng)統(tǒng)組成基基本單元元-門電電路可編編程來實實現(xiàn)的，任何組組合電路路都可用用與門和和或門組組成，時序電電路可用用組合電電路加上上存儲單單元來實實現(xiàn)。早期PPLD就就是用可可編程的的與陣列列和(或或)可編編程的或或陣列組組成的。 PROM是是采用固固定的與與陣列和和可編程程的或陣陣列組成成的PLLD，由于輸輸入變量量的增加加會引起起存儲容容量的急急劇上升升，只能用用于簡單單組合

3、電電路的編編程。PLAA是由可可編程的的與陣列列和可編編程的或或陣列組組成的，克服了了PROOM隨著著輸入變變量的增增加規(guī)模模迅速增增加的問問題，利用率率高，但由于于與陣列列和或陣陣列都可可編程，軟件算算法復(fù)雜雜，編程后后器件運運行速度度慢，只能在在小規(guī)模模邏輯電電路上應(yīng)應(yīng)用?，F(xiàn)在這這兩種器器件在EEDA上上已不再再采用，但PRROM作作為存儲儲器，PLAA作為全全定制AASICC設(shè)計技技術(shù)，還在應(yīng)應(yīng)用。 二十世紀(jì)七七十年代代末，AMDD公司對對PLAA進(jìn)行了了改進(jìn)，推出了了PALL(Prrogrrammmablle Arrray Loggic)器件，PALL與PLLA相似似，也由與與陣列和和

4、或陣列列組成，但在編編程接點點上與PPAL不不同，而與PPROMM相似，或陣列列是固定定的，只有與與陣列可可編程?；蜿嚵辛泄潭ㄅc與陣列可可編程結(jié)結(jié)構(gòu)，簡化了了編程算算法，運行速速度也提提高了，適用于于中小規(guī)規(guī)?？删幘幊屉娐仿贰５玃AAL為適適應(yīng)不同同應(yīng)用的的需要，輸出II/O結(jié)結(jié)構(gòu)也要要跟著變變化，輸出II/O結(jié)結(jié)構(gòu)很多多，而一種種輸出II/O結(jié)結(jié)構(gòu)方式式就有一一種PAAL器件件，給生產(chǎn)產(chǎn)，使用帶帶來不便便。且PAAL器件件一般采采用熔絲絲工藝生生產(chǎn)，一次可可編程，修改電電路需要要更換整整個PAAL器件件，成本太太高。現(xiàn)在，PALL已被GGAL所所取代。 以上可編程程器件，都是乘乘積項可可編程

5、結(jié)結(jié)構(gòu)，都只解解決了組組合邏輯輯電路的的可編程程問題，對于時時序電路路，需要另另外加上上鎖存器器，觸發(fā)器器來構(gòu)成成，如PAAL加上上輸出寄寄存器，就可實實現(xiàn)時序序電路可可編程。 2、第二階階段:乘乘積項可可編程結(jié)結(jié)構(gòu)PLLD發(fā)展展與成熟熟階段 二十世紀(jì)八八十年代代初，Lattticce(萊萊迪思)公司開開始研究究一種新新的乘積積項可編編程結(jié)構(gòu)構(gòu)PLDD。19885年，推出了了一種在在PALL基礎(chǔ)上上改進(jìn)的的GALL(Geenerric Arrray Loggic)器件。GALL器件首首次在PPLD上上采用EEEPRROM工工藝，能夠電電擦除重重復(fù)編程程，使得修修改電路路不需更更換硬件件，可以靈

6、靈活方便便地應(yīng)用用，乃至更更新?lián)Q代代。 在編程結(jié)構(gòu)構(gòu)上，GALL沿用了了PALL或陣列列固定與與陣列可可編程結(jié)結(jié)構(gòu)，而對PPAL的的輸出II/O結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行了改進(jìn)進(jìn)，增加了了輸出邏邏輯宏單單元OLLMC(outtputt Loggic Maccro Celll)，OLMMC設(shè)有有多種組組態(tài)，使得每每個I/O引腳腳可配置置成專用用組合輸輸出，組合輸輸出雙向向口，寄存器器輸出，寄存器器輸出雙雙向口，專用輸輸入等多多種功能能，為電路路設(shè)計提提供了極極大的靈靈活性。同時，也解決決了PAAL器件件一種輸輸出I/O結(jié)構(gòu)構(gòu)方式就就有一種種器件的的問題，具有通通用性。而且GGAL器器件是在在PALL器件基基礎(chǔ)

7、上設(shè)設(shè)計的，與許多多PALL器件是是兼容的的，一種GGAL器器件可以以替換多多種PAAL器件件，因此，GALL器件得得到了廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用。目前，GALL器件主主要應(yīng)用用在中小小規(guī)?？煽删幊屉婋娐?，而且，GALL器件也也加上了了ISPP功能，稱isspGAAL器件件。 二十世紀(jì)八八十年代代中期，ALTTERAA公司推推出了EEPLDD(Errasaablee PLDD)器件件，EPLLD器件件比GAAL器件件有更高高的集成成度，采用EEPROOM工藝藝或EEEPROOM工藝藝，可用紫紫外線或或電擦除除，適用于于較大規(guī)規(guī)模的可可編程電電路，也獲得得了廣泛泛的應(yīng)用用。 3、第三階階段:復(fù)復(fù)雜可編編程

8、器件件發(fā)展與與成熟階階段 二十世紀(jì)八八十年代代中期，Xillinxx公司提提出了現(xiàn)現(xiàn)場可編編程(FFielld Proograammaabillityy)的概概念，并生產(chǎn)產(chǎn)出世界界上第一一片F(xiàn)PPGA器器件，F(xiàn)PGGA是現(xiàn)現(xiàn)場可編編程門陣陣列(FFielld Proograammaablee Gatte Arrray)的英文文縮寫，現(xiàn)在已已經(jīng)成了了大規(guī)模模可編程程邏輯器器件中一一大類器器件的總總稱。FPGGA器件件一般采采用SRRAM工工藝，編程結(jié)結(jié)構(gòu)為可可編程的的查找表表(Loook-UpTTablle，LUTT)結(jié)構(gòu)構(gòu)。FPGGA器件件的特點點是電路路規(guī)模大大，配置靈靈活，但SRRAM需需

9、掉電保保護(hù)，或開機(jī)機(jī)后重新新配置。 二十世紀(jì)八八十年代代末，Lattticce公司司提出了了在系統(tǒng)統(tǒng)可編程程(Inn-Syysteem Proograammaabillityy，ISPP)的概概念，并推出出了一系系列具有有ISPP功能的的CPLLD器件件，將PLLD的發(fā)發(fā)展推向向了一個個新的發(fā)發(fā)展時期期。CPLLD即復(fù)復(fù)雜可編編程邏輯輯器件(Commpleex Proograammaablee Loggic Devvicee)的英英文縮寫寫，Lattticce公司司推出CCPLDD器件開開創(chuàng)了PPLD發(fā)發(fā)展的新新紀(jì)元，也即復(fù)復(fù)雜可編編程邏輯輯器件的的快速推推廣與應(yīng)應(yīng)用。CPLLD器件件采用EE

10、EPRROM工工藝，編程結(jié)結(jié)構(gòu)在GGAL器器件基礎(chǔ)礎(chǔ)上進(jìn)行行了擴(kuò)展展和改進(jìn)進(jìn)，使得PPLD更更加靈活活，應(yīng)用更更加廣泛泛。 復(fù)雜可編程程邏輯器器件現(xiàn)在在有FPPGA和和CPLLD兩種種主要結(jié)結(jié)構(gòu)，進(jìn)入二二十世紀(jì)紀(jì)九十年年代后，兩種結(jié)結(jié)構(gòu)都得得到了飛飛速發(fā)展展，尤其是是FPGGA器件件現(xiàn)在已已超過CCPLDD，走入成成熟期，因其規(guī)規(guī)模大，拓展了了PLDD的應(yīng)用用領(lǐng)域。目前，器件的的可編程程邏輯門門數(shù)已達(dá)達(dá)上千萬萬門以上上，可以內(nèi)內(nèi)嵌許多多種復(fù)雜雜的功能能模塊，如CPPU核，DSPP核，PLLL(鎖相相環(huán))等等，可以實實現(xiàn)單片片可編程程系統(tǒng)(Sysstemm on Proograammaablee

11、 Chiip，SoPPC)。 拓展了的在在系統(tǒng)可可編程性性(isspXPP)，是Laattiice公公司集中中了E22PROOM和SSRAMM工藝的的最佳特特性而推推出的一一種新的的可編程程技術(shù)。isppXP兼兼收并蓄蓄了E22PROOM的非非易失單單元和SSRAMM的工藝藝技術(shù)，從而在在單個芯芯片上同同時實現(xiàn)現(xiàn)了瞬時時上電和和無限可可重構(gòu)性性。isppXP器器件上分分布的EE2PRROM陣陣列儲存存著器件件的組態(tài)態(tài)信息。在器件件上電時時，這些信信息以并并行的方方式被傳傳遞到用用于控制制器件工工作的SSRAMM位。新的iispXXFPGGATMMFPGGA系列列與isspXPPLDTTMCPP

12、LD系系列均采采用了iispXXP技術(shù)術(shù)。 二、可編程程器件的的發(fā)展趨趨勢可編程器件件在近220 年年的時間間里已經(jīng)經(jīng)得到了了巨大的的發(fā)展，在未來來的發(fā)展展中，將呈現(xiàn)現(xiàn)以下幾幾個方面面的趨勢勢:(1) 向向大規(guī)模模、高集集成度方方向進(jìn)一一步發(fā)展展當(dāng)前，PLDD 的規(guī)規(guī)模已經(jīng)經(jīng)達(dá)到了了百萬門門級，在工藝藝上，芯片的的最小線線寬達(dá)到到了0.13 m ，并且還還會向著著大規(guī)模模、高集集成度方方向進(jìn)一一步發(fā)展展。(2) 向向低電壓壓、低功功耗的方方向發(fā)展展PLDD 的內(nèi)內(nèi)核電壓壓在不斷斷的降低低，經(jīng)歷55 V 3. 3 V 2. 5 V 1.8 VV 的演演變，未來將將會更低低。工作作電壓的的降低使使

13、得芯片片的功耗耗也大大大減少，這樣就就適應(yīng)了了一些低低功耗場場合的應(yīng)應(yīng)用，比如移移動通信信設(shè)備、個個人數(shù)字字助理等等。(3) 向向高速可可預(yù)測延延時方向向發(fā)展由由于在一一些高速速處理的的系統(tǒng)中中，數(shù)據(jù)處處理量的的激增要要求數(shù)字字系統(tǒng)有有大的數(shù)數(shù)據(jù)吞吐吐速率，比如對對圖像信信號的處處理，這樣就就對PLLD 的的速度指指標(biāo)提出出了更高高的要求求;另外，為了保保證高速速系統(tǒng)的的穩(wěn)定性性，延時也也是十分分重要的的。用戶戶在進(jìn)行行系統(tǒng)重重構(gòu)的同同時，擔(dān)心的的是延時時特性會會不會因因重新布布線的改改變而改改變，如果改改變，將會導(dǎo)導(dǎo)致系統(tǒng)統(tǒng)性能的的不穩(wěn)定定性，這對龐龐大而高高速的系系統(tǒng)而言言將是不不可想象象

14、的，帶來的的損失也也是巨大大的。因因此，為了適適應(yīng)未來來復(fù)雜高高速電子子系統(tǒng)的的要求，PLDD 的高高速可預(yù)預(yù)測延時時也是一一個發(fā)展展趨勢。(4) 向向數(shù)摸混混合可編編程方向向發(fā)展迄迄今為止止，PLDD 的開開發(fā)與應(yīng)應(yīng)用的大大部分工工作都集集中在數(shù)數(shù)字邏輯輯電路上上，在未來來幾年里里，這一局局面將會會有所改改變，模擬電電路和數(shù)數(shù)摸混合合電路的的可編程程技術(shù)得得到發(fā)展展。目前前的技術(shù)術(shù)ISPPPACC 可實實現(xiàn)3 種功能能:信號調(diào)調(diào)整、信信號處理理和信號號轉(zhuǎn)換。信信號調(diào)整整主要是是對信號號進(jìn)行放放大、衰衰減和濾濾波;信號處處理是對對信號進(jìn)進(jìn)行求和和、求差差和積分分運算;信號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換則是是指把數(shù)數(shù)字

15、信號號轉(zhuǎn)換成成模擬信信號。EEPACC 芯片片集中了了各種模模擬功能能電路，如可編編程增益益放大器器、可編編程比較較器、多多路復(fù)用用器、可可編程AA/ DD 轉(zhuǎn)換換器、濾濾波器和和跟蹤保保持放大大器等。(5) 向向多功能能、嵌入入式模塊塊方向發(fā)發(fā)展現(xiàn)在在，PLDD 內(nèi)已已經(jīng)廣泛泛嵌入RRAM/ ROOM ， FIIFO 等存儲儲器模塊塊，這些嵌嵌入式模模塊可以以實現(xiàn)更更快的無無延時的的運算與與操作。特特別是美美國Allt rrea 公司于于20000 年年對可編編程片上上系統(tǒng)(Sysstemm Onn Prrogrrammmablle CChipp ，SOPPC) 的提出出，使得以以FPGGA

16、 為為物理載載體、在在單一的的FPGGA 中中實現(xiàn)包包括嵌入入式處理理器系統(tǒng)統(tǒng)、接口口系統(tǒng)、硬硬件協(xié)處處理器或或加速器器系統(tǒng)、DSP 系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、存儲電路以及普通數(shù)字系統(tǒng)更是成為目前電子技術(shù)中的研究熱點。三、典型的的器件公公司隨著可編程程邏輯器器件應(yīng)用用的日益益廣泛，許許多ICC制造廠廠家涉足足PLDD/FPPGA領(lǐng)領(lǐng)域。目目前世界界上有十十幾家生生產(chǎn)CPPLD/FPGGA的公公司，最最大的三三家是：ALTTERAA，XIILINNX，LLattticee，其中中ALTTERAA和XIILINNX占有有了600%以上上的市場場份額。下面介紹紹一下常常見廠家家的常用CCPLDD /FFP

17、GAA。1）Lattticce公司司CPLLD器件件系列Lattiice公公司始建建于19983年年，是最最早推出出PLDD的公司司之一，GGAL器器件是其其成功推推出并得得到廣泛泛應(yīng)用的的PLDD產(chǎn)品。二二十世紀(jì)紀(jì)八十年年代末，LLattticee公司提提出了在在系統(tǒng)可可編程的的概念，并并首次推推出了CCPLDD器件，其其后，將將ISPP與其擁擁有的先先進(jìn)的EEECMMOS技技術(shù)相結(jié)結(jié)合，推推出了一一系列具具有ISSP功能能的CPPLD器器件，使使CPLLD器件件的應(yīng)用用領(lǐng)域又又有了巨巨大的擴(kuò)擴(kuò)展。所所謂ISSP技術(shù)術(shù)，就是是不用從從系統(tǒng)上上取下PPLD芯芯片，就就可進(jìn)行行編程的的技術(shù)。II

18、SP技技術(shù)大大大縮短了了新產(chǎn)品品研制周周期，降降低了開開發(fā)風(fēng)險險和成本本。因而而推出后后得到了了廣泛的的應(yīng)用，幾幾乎成了了CPLLD的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。 Lattticce公司司的CPPLD器器件主要要有isspLSSI系列列、isspMAACH系系列。 下面面主要介介紹常用用的isspLSSI/MMACHH系列。ispLSI系列是Lattice公司于二十世紀(jì)九十年代以來推出的，集成度1000門至60000門，引腳到引腳之間（Pin TO Pin）延時最小3ns，工作速度可達(dá)300MHz，支持ISP和JTAG邊界掃描測試功能，適宜于通信設(shè)備、計算機(jī)、DSP系統(tǒng)和儀器儀表中應(yīng)用；ispLSI/MACH速度

19、更快，可達(dá)400MHz。ispLSI系列主要有六個系列，分別適用于不同場合，前三個系列是基本型，后三個系列是1996年后推出的新產(chǎn)品。（1）ispLSI1000系列ispLSI1000系列又包括ispLSI1000/1000E/EA等品種，屬于通用器件，集成度2000門至8000門，引腳到引腳之間的延時不大于7.5ns，集成度較低，速度較慢，但價格便宜，如ispLSI1032E是目前市面上最便宜的CPLD器件之一，因而在一般的數(shù)字系統(tǒng)中使用多，如網(wǎng)卡、高速編程器、游戲機(jī)、測試儀器儀表中均有應(yīng)用。ispLSI1000是基本型，ispLSI1000E是ispLSI1000的增強(qiáng)型（Enhanced

20、)。 （2）ispLSI2000系列ispLSI2000系列又包括ispLSI2000/2000A/2000E/2000V/2000VL/2000VE等品種，屬于高速型器件，集成度與ispLSI1000系列大體相當(dāng)，引腳到引腳之間延時最小3ns，適用于速度要求高、需要較多I/O引腳的電路中使用，如移動通信、高速路由器等。（3）ispLSI3000系列ispLSI3000系列是第一個上萬門的ispLSI系列產(chǎn)品，采用雙GLB，集成度可達(dá)2萬門，可單片集成系統(tǒng)邏輯、DSP功能及編碼壓縮電路。適用于集成度要求較高的場合。以上系列工作電壓為5V，引腳輸入/輸出電壓為5V。（4）ispLSI5000系列

21、ispLSI5000系列又包括ispLSI5000V/5000VA等品種，其整體結(jié)構(gòu)與ispLSI3000系列相類似，但GLB和宏單元結(jié)構(gòu)有了大的差異，屬于多I/O口寬乘積項型器件，集成度10000門至25000門，引腳到引腳之間的延時大約5ns，集成度較高，工作速度可達(dá)200MHz，適用于寬總線（32位或64位）的數(shù)字系統(tǒng)中使用，如快速計數(shù)器、狀態(tài)機(jī)和地址譯碼器等。ispLSI5000V系列工作電壓3.3V，但其引腳能夠兼容5V、3.3V、2.5V等多種電壓標(biāo)準(zhǔn)。（5）ispLSI6000系列ispLSI6000系列的GLB與ispLSI3000系列相同，但整體結(jié)構(gòu)中包含了FIFO或RAM功

22、能，是FIFO或RAM存儲模塊與可編程邏輯相結(jié)合的產(chǎn)物，集成度可達(dá)25000門。（6）ispLSI8000系列ispLSI8000系列又包括ispLSI8000/8000V等品種，是在ispLSI5000V系列的基礎(chǔ)上，更新整體結(jié)構(gòu)而來的，屬于高密度型器件，集成度可達(dá)60000門，引腳到引腳之間的延時大約5ns，集成度最高，工作速度可達(dá)200MHz，適用于較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中應(yīng)用。如外圍控制器、運算協(xié)處理器等。（7）ispMACH4000系列ispMACH4000系列又包括ispLSI4000/4000B/4000C/4000V/4000Z等品種，主要是供電電壓不同，ispMACH4000V、i

23、spMACH4000B 和 ispMACH4000C器件系列供電電壓分別為3.3V、2.5V 和 1.8V，萊迪思公司還基于ispMACH4000的器件結(jié)構(gòu)開發(fā)出了業(yè)界最低靜態(tài)功耗的 CPLD 系列ispMACH4000Z。ispMACH 4000 系列產(chǎn)品提供 SuperFAST （400MHz，超快）的 CPLD 解決方案。ispMACH 4000V 和 ispMACH 4000Z 均支持車用溫度范圍：-40 至 130C （Tj） 。ispMACH 4000 系列支持介于 3.3V 和 1.8V 之間的 I/O 標(biāo)準(zhǔn)，既有業(yè)界領(lǐng)先的速度性能，又能提供最低的動態(tài)功耗。ispMACH 400

24、0V/B/C 系列器件的宏單元個數(shù)從 32 到 512 不等，ispMACH 4000Z 的宏單元數(shù)為 32 到 256。ispMACH 系列提供 44 到 256 引腳/球、具有多種密度 I/O 組合的 TQFP、fpBGA 和 caBGA 封裝。（8）ispLSI5000VE/ispMACH5000系列ispLSI5000VE是后來設(shè)計的新產(chǎn)品, Lattice公司推薦用于替代ispLSI3000/5000V/5000VA。ispLSI5000VE整體結(jié)構(gòu)與ispLSI3000系列相類，但GLB和宏單元結(jié)構(gòu)有了大的差異，屬于多I/O口寬乘積項型器件，引腳到引腳之間延時大約5ns，集成度最大

25、1024個宏單元，工作速度可達(dá)180MHz，適用于寬總線（32位或64位）的數(shù)字系統(tǒng)中使用，如快速計數(shù)器、狀態(tài)機(jī)和地址譯碼器等。ispMACH 5000B系列速度更快，可達(dá)275MHz，集成度最大512個宏單元。ispLSI/ispMACH 5000 系列器件的可編程結(jié)構(gòu)為各種復(fù)雜的邏輯應(yīng)用系統(tǒng)提供了業(yè)界領(lǐng)先的系統(tǒng)性能。器件的每個邏輯塊擁有 68 個輸入，可以在單級邏輯上輕松實現(xiàn)包括 64 位應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜邏輯功能，而用傳統(tǒng)的 CPLD 器件卻需要兩層或更多的邏輯層才能實現(xiàn)相同的功能，因為它們的邏輯塊輸入只相當(dāng)于 ispLSI/ispMACH 5000 器件的一半。所以，對于需要 36 個以上

26、的輸入的“寬”邏輯功能，ispLSI/ispMACH 5000 的性能表現(xiàn)比傳統(tǒng)的 CPLD 器件結(jié)構(gòu)高出 60%。 （9）ispXPLDTM 5000MX 系列ispXPLD5000MX系列包括ispXPLDTM5000MB/5000MC/5000MV等品種。ispXPLDTM 5000MX 系列代表了萊迪思半導(dǎo)體公司全新的 XPLD（eXpanded Programmable Logic Devices）器件系列。這類器件采用了新的構(gòu)建模塊多功能塊（MFB: Multi-Function Block）。這些 MFB 可以根據(jù)用戶的應(yīng)用需要，被分別配置成 SuperWIDETM 超寬（136

27、個輸入）邏輯、單口或雙口存儲器、先入先出堆?；?CAM。ispXPLD 5000MX 器件將 PLD 出色的靈活性與 sysIOTM 接口結(jié)合了起來，能夠支持 LVDS、HSTL 和 SSTL 等最先進(jìn)的接口標(biāo)準(zhǔn)，以及比較熟悉的 LVCMOS 標(biāo)準(zhǔn)。sysCLOCKTM PLL 電路簡化了時鐘管理。ispXPLD 5000MX 器件采用了拓展了的在系統(tǒng)編程技術(shù)，也就是 ispXP 技術(shù)，因而具有非易失性和無限可重構(gòu)性。編程可以通過 IEEE 1532 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行，配置可以通過萊迪思的 sysCONFIGTM 微處理器接口進(jìn)行。該系列器件有 3.3、2.5 和 1.8 伏供電電壓的產(chǎn)品可供

28、選擇（對應(yīng)MV、MB和MC系列），最大規(guī)模1024個宏單元，最快300MHz。ispLSI/MACH器件都采用EECMOS和EEPROM工藝結(jié)構(gòu)，能夠重復(fù)編程萬次以上，內(nèi)部帶有升壓電路，可在5V、3.3V邏輯電平下編程，編程電壓和邏輯電壓可保持一致，給使用帶來很大方便。具有保密功能，可防止非法拷貝。具有短路保護(hù)功能，能夠防止內(nèi)部電路自鎖和SCR自鎖。推出后，受到了極大的歡迎，曾經(jīng)代表了CPLD的最高水平,但現(xiàn)在Lattice公司推出了新一代的擴(kuò)展在系統(tǒng)可編程技術(shù)(ispX),在新設(shè)計中推薦采用ispMACH系列產(chǎn)品和ispLSI5000VE,全力打造ispXPLD器件,并推出采用擴(kuò)展在系統(tǒng)可編

29、程技術(shù)的ispXPGA系列FPGA器件,改變了只生產(chǎn)CPLD的狀況。 2）Xilinx公司的CPLD器件系列 Xilinx公司以其提出現(xiàn)場可編程的概念和1985年生產(chǎn)出世界上首片F(xiàn)PGA而著名，但其CPLD產(chǎn)品也很不錯。Xilinx公司的CPLD器件系列主要有XC7200系列、XC7300系列、XC9500系列。下面主要介紹常用的XC9500系列。XC9500系列有XC9500/9500XV/9500XL等品種，主要是芯核電壓不同，分別為5V/2.5V/3.3V。XC9500系列采用快閃（FASTFlash）存儲技術(shù)，能夠重復(fù)編程萬次以上，比ultraMOS工藝速度更快，功耗更低，引腳到引腳之

30、間的延時最小4ns，宏單元數(shù)可達(dá)288個（6400門），系統(tǒng)時鐘200MHz，支持PCI總線規(guī)范，支持ISP和JTAG邊界掃描測試功能。該系列器件的最大特點是引腳作為輸入可以接受3.3V/2.5V/1.8V/1.5V等多種電壓標(biāo)準(zhǔn)，作為輸出可配置成3.3V/2.5V/1.8V等多種電壓標(biāo)準(zhǔn)，工作電壓低，適應(yīng)范圍廣，功耗低，編程內(nèi)容可保持20年。 3）ALTERA公司的CPLD器件系列ALTERA公司是著名的PLD生產(chǎn)廠家，它既不是FPGA的首創(chuàng)者，也不是CPLD的開拓者，但在這兩個領(lǐng)域都有非常強(qiáng)的實力，多年來一直占據(jù)行業(yè)領(lǐng)先地位。其CPLD器件系列主要有FLASHlogic系列、Classic

31、系列和MAX（Multiple Array Matrix）、MAX系列。下面主要介紹常用的MAX系列。 MAX系列包括MAX3000/5000/7000/9000等品種，集成度在幾百門至數(shù)萬門之間，采用EPROM和EEPROM工藝，所有MAX7000/9000系列器件都支持ISP和JTAG邊界掃描測試功能。MAX7000宏單元數(shù)可達(dá)256個（12000門），價格便宜，使用方便。E、S系列工作電壓為5V，A、AE系列工作電壓為3.3V混合電壓,B系列為2.5V混合電壓。MAX9000系列是MAX7000的有效宏單元和FLEX8000的高性能、可預(yù)測快速通道互連相結(jié)合的產(chǎn)物，具有6000-1200

32、0個可用門（12000-24000個有效門）。MAX系列的最大特點是采用EEPROM工藝，編程電壓與邏輯電壓一致，編程界面與FPGA統(tǒng)一，簡單方便，在低端應(yīng)用領(lǐng)域有優(yōu)勢。 4）Xilinx公司的FPGA器件系列Xilinx公司是最早推出FPGA器件的公司，1985年首次推出FPGA器件，現(xiàn)有XC2000/3000/3100/4000/5000/6200/8100、Virtex、Spartan、Virtex Pro等系列FPGA產(chǎn)品。下面主要介紹常用的Virtex系列和Spartan 系列。（1）Virtex器件系列FPGAVirtex器件系列FPGA是高速、高密度的FPGA，采用0.22um、

33、5層金屬布線的CMOS工藝制造，最高時鐘頻率200MHz，集成度在5萬門至100萬門之間，工作電壓2.5V。（2）Virtex E和Virtex Pro器件系列FPGAVirtex E器件系列FPGA是在Virtex 器件基礎(chǔ)上改進(jìn)的，采用0.18um、6層金屬布線的CMOS工藝制造，時鐘頻率高于200MHz，集成度在5.8萬門至400萬門之間，工作電壓1.8V。該系列的主要特點是：內(nèi)部結(jié)構(gòu)靈活，內(nèi)置時鐘管理電路，支持3級存儲結(jié)構(gòu)；采用Select I/O技術(shù)，支持20種接口標(biāo)準(zhǔn)和多種接口電壓，支持ISC（）和JTAG邊界掃描測試功能；采用Select RAM存儲體系，內(nèi)嵌1MBIT的分成式R

34、AM和最高832KBIT的快狀RAM，存儲器帶寬1.66TBps。2001年，Xilinx公司推出了集成度更高（可達(dá)1000萬系統(tǒng)門級），時鐘管理更先進(jìn)的Virtex II Pro等系列FPGA產(chǎn)品?？梢哉fVirtex系列產(chǎn)品代表了Xilinx公司在FPGA領(lǐng)域的最高水平。（3）Spartan 器件系列FPGASpartan器件系列FPGA是在Virtex器件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用0.22um/0.18um、6層金屬布線的CMOS工藝制造，最高時鐘頻率200M，集成度可達(dá)15萬門，工作電壓2.5V。 5）ALTERA公司的FPGA器件系列 ALTERA公司的FPGA器件系列產(chǎn)品按推出的先

35、后順序有FLEX（Flexible Logic Element Matrix）系列、APEX（Advanced Logic Element Matrix）系列、ACEX（Advanced Communication Logic Element Matrix）系列和Stratix系列。（1）FLEX器件系列FPGAFLEX器件系列FPGA是ALTERA公司為DSP應(yīng)用設(shè)計最早推出的FPGA器件系列，包括FLEX 10K/10A/10KE/8000/6000等品種，采用連續(xù)式互連和SRAM工藝制造，集成度可達(dá)25萬門，內(nèi)部結(jié)構(gòu)靈活，內(nèi)嵌存儲塊，能夠?qū)崿F(xiàn)較復(fù)雜的邏輯功能，但其速度不快，是目前在較低端領(lǐng)域的一種不錯的選擇。（2）APEX和AP