Архитектура ИМС типа CPLD (Complex Programmable Logic Device — комплексное программируемое логическое устройство) представлена на рис. 1.3 (для примера взята архитектура популярной серии микросхем ХС9500).
ИМС ХС9500 имеет три группы выводов:
- 1) выводы JTAGпорта (стандарт IEEE Std. 1149.1) для программирования и периферийного сканирования ИМС;
- 2) порта ввода/вывода (И/О);
- 3) управляющие выводы: тактовый сигнал GCK, установки/сброса GSR, управление третьим состоянием GTS.
Блоки ввода/вывода обеспечивают буферизацию всех входов и выходов ИМС. Каждый функциональный блок (ФБ) содержит 18 макроячеек (МК) со структурой «36 входов — 1 выход» и позволяет формировать 18 логических функций для любой комбинации с 36 переменными. Матрица переключений (МП) обеспечивает подачу любых входных сигналов и выходных сигналов ФБ на входы других ФБ, а также подачу исходных сигналов ФБ на блоки ввода/вывода.
Основные характеристики ряда CPLDмикросхем фирмы Xilinx приведены в табл. 1.2.
Программируемые логические ИМС CPLDтехнологии широко применяются для проектирования нестандартных арифметико-логических устройств, дешифраторов, мультиплексоров и др.
К недостаткам СPLD (в сравнении из FPGA) следует отнести: низкое количество системных вентилей и высокое энергопотребление. Преимущества их заключаются в высоком быстродействии и обеспечении возможности установления защиты от копирования. Важным преимуществом также является то, что программные средства для разработки и синтеза систем на базе CPLD распространяются свободно.
- 1) выводы JTAGпорты (стандарт IEEE Std. 1149.1) для программирования и периферийного сканирования ИМС;
- 2) порты ввода/вывода (И/О);
- 3) управляющего выводы: тактовый сигнал GCK, установки/сброса GSR, управление третьим состоянием GTS.
Блоки ввода/вывода обеспечивают буферизацию всех входов и выходов ИМС. Каждый функциональный блок (ФБ) содержит 18 макроячеек (МК) со структурой «36 входов — 1.
Таблица 1.2.
|
Характеристика. | Серія CoolRuner. | Серія XC9500. |
XCR3320. | XCR22V10. | XC9536. | XC952288. |
Количество макроячеек (шт). | | | | |
Системнаячастота (MHz). | | | | 56.6. |
Напряжение питания (В). | 5;3. | 5;3. | 5;3. | 5;3. |
Количество циклов перепрограммирования. | | | | |
Время «pin — to — pin» (нс). | 7.5. | 7.5. | | |