PLD的发展简史及应用展望
可编程逻辑器件(PLD)
PLD开发工具提供了完整的解决方案，包括设计输入、综合、布局布线、仿真和调试等功能。这些工 具支持多种PLD器件和编程语言，使得设计师能够高效地实现数字电路设计和PLD编程。
05
PLD的未来发展与挑战
PLD的未来发展趋势
更高的集成度
随着半导体工艺的进步，PLD将实现更高的集成度，具备更强大 的计算和数据处理能力。
现代阶段
随着技术不断发展，PLD 的集成度更高，功能更强 大，应用领域更广泛。
PLD的应用领域
通信领域
用于实现通信协议的转换、信号处理和调制 解调等功能。
工业控制
用于实现自动化控制、电机驱动和传感器数 据处理等功能。
数字信号处理（DSP）
用于实现图像处理、语音识别和数字信号处 理算法。
计算机硬件设计
安全与可靠性问题
随着PLD在关键领域的应用增加， 安全和可靠性问题成为关注的焦 点，需要加强安全机制和可靠性 设计。
知识产权保护
随着PLD技术的不断进步和应用 领域的拓展，知识产权保护成为 重要问题，需要加强知识产权保 护措施。
PLD的发展前景与展望
拓展应用领域
随着PLD技术的不断成 熟，其应用领域将进一 步拓展，尤其是在人工 智能、物联网、5G等领 域。
布线策略
选择合适的布线策略，确 保信号传输的可靠性和效 率。
物理验证
检查布局和布线后的设计 是否满足时序和功耗要求。
配置与下载
生成配置文件
根据设计结果，生成用于配置PLD的二进制 文件。
下载与配置
将配置文件下载到PLD中，完成硬件电路的 配置。
测试与验证
在实际硬件环境中测试设计的正确性和性能。
04
复杂可编程逻辑器件(CPLD)
PLD的原理与应用
2
全局布线池（GRP）
GRP是GLB之间互连管理的一个模块， 它可以被编程，所有的GLB之间的布 线都必须经过它。
I/O示意图 IOB包括输出缓冲、输入缓冲、输出使能多路器、总线保持电路。 每个输出管脚都支持一系列不同的输出标准，例如LVTTL、 LVCMOS18、LVCMOS33、LVCMOS25、PCI Compatible等等。它可以 被配置成OD门（漏极开路的门电路）。
ORP示意图
2.3查找表结构的基本原理
查找表（LUT）结构本质上是一个RAM，它类似于一块有4个输入、16个输出的16bit的存取器（当然也有5输入的结构）， 这个存取器里面储存了所有可能的结果，然后由输入来选择哪个结果应该输出。当用户通过原理图或者HDL语言来描述 一个逻辑电路时，PLD/FPGA的综合软件和布局布线软件会自动计算逻辑电路中所有可能的结果，并且把结果事先写入 RAM。这样对输入信号进行逻辑运算就相当于输入一个地址进行查表，找出并输出地址对应的内容。如果把输出的D触发 器旁路而直接输出，则便实现了组合逻辑，反之，如果有D触发器则实现了时序逻辑。
QuartusⅡ简介
• 高度集成化的EDA设计工具，设计输入、综合适配、仿 真到下载的整个设计过程。 • 支持Synplify Pro、ModelSim等第三方综合与仿真工具。 • 可与MATLAB和DSP Builder进行基于FPGA的DSP系统 的开发。
2
可配置逻辑块（CLB）
2.4FPGA芯片结构
3
数字时钟管理模块（DCM）
与传统的CPLD相比对，它含有丰富的 时钟管理模块DCM，通过DCM模块对输 入时钟进行调整，可以生成相位频率 可控的二级时钟或者全局时钟信号
多数FPGA都具有内嵌的块RAM， 这大大拓展了FPGA的应用范围和 灵活性。块RAM可被配置为单端口 RAM、双端口RAM、内容地址存储 器 （CAM）以及FIFO等常用存储 结构。
集成电路发展历史和未来趋势
集成电路发展历史和未来趋势集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是一种在单个芯片上集成了多个电子元件（例如晶体管、电阻、电容等）的电路。
集成电路的发展历史可以追溯到20世纪50年代末至60年代初，随着技术的进步和需求的增长，集成电路在电子领域中得到了广泛应用。
本文将介绍集成电路发展的历史，并展望未来的趋势。
集成电路的发展历史：1. 创世纪（1958-1962）：美国史景迁（Jack Kilby）和法国的尤·赖希特（Jean Hoerni）几乎同时独立发明了集成电路。
他们分别在半导体材料上制备出来离散元件，并将它们集成到单个芯片上。
这一时期的集成电路规模较小，仅有几个晶体管和少量的电子元件。
2. 第一代（1962-1969）：美国的弗吉尼亚公司（Fairchild）和德国的西门子公司率先推出了第一代集成电路，包括了数百个晶体管和其他元件。
这使得集成电路在通信、航空航天和计算机领域得到了广泛应用。
3. 第二代（1970-1979）：集成电路的规模和性能进一步提高，由数千个晶体管和其他元件组成。
大型集成电路纳入了多个功能模块，使电子设备更加紧凑和高效。
4. 第三代（1980-1989）：CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术的引入，使得集成电路在功耗和成本上有了显著改善。
CMOS技术还带来了更高的集成度和更快的开关速度，使集成电路能够应用于更广泛的领域。
5. 第四代（1990-1999）：集成电路的规模进一步增加，上千万个晶体管集成在一个芯片上。
这一时期也见证了数字信号处理器（DSP）、可编程逻辑器件（PLD）和ASIC等特定用途集成电路的快速发展。
6. 第五代（2000至今）：随着纳米技术的推进，集成电路规模进一步增加。
先进的制造工艺使得晶体管的结构更小，电路速度更快，功耗更低。
同时，集成电路的应用领域也更加多样化，包括通信、计算机、医疗、汽车等。
可编程逻辑器件应用总结
可编程逻辑器件应用总结可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices，PLD）是一种数字电子器件，通过对其内部的电路进行编程，可以实现特定的逻辑功能。
PLD具有灵活性高、可编程性强、成本低等特点，因此在电路设计和数字系统实现中被广泛使用。
本文将总结可编程逻辑器件的应用领域、特点以及未来发展方向。
首先，可编程逻辑器件的应用非常广泛。
在数字电路设计中，PLD广泛用于逻辑门电路、计数器、状态机等基本逻辑电路的实现。
与传统的硬连线电路相比，PLD具有更高的灵活性和可重构性。
此外，PLD还可用于复杂系统的控制单元、数据通路等部分的实现。
例如，可编程逻辑器件可以用于实现数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、通信协议控制器等。
其次，可编程逻辑器件具有多种特点，使其在实际应用中具有很大的优势。
首先，PLD具有快速开发和验证的能力。
由于其可编程性，设计人员可以通过编写逻辑表达式、状态图等方式，快速验证设计的正确性。
其次，PLD的成本较低。
由于PLD的生产量大，其价格较低，因此在中小规模的应用中，PLD更具有竞争力。
再次，PLD具有较小的尺寸和低功耗。
现代的PLD器件体积小、功耗低，适合嵌入式系统和移动设备的应用。
最后，PLD具有较好的可扩展性。
通过在系统中添加更多的PLD器件，可以实现更复杂的功能，满足系统的需求。
随着科技的不断发展和数字系统的不断复杂化，可编程逻辑器件也在不断演化。
未来，可编程逻辑器件的发展方向主要集中在以下几个方面。
首先，研究人员正在努力提高可编程逻辑器件的计算能力和速度。
通过改进器件的架构和技术，提高器件的性能，满足更高要求的应用场景。
其次，研究人员也在探索新的编程模型和编程语言，使得PLD的编程更加高效和易用。
此外，人们对于可编程逻辑器件的可靠性和安全性也提出了更高的要求。
未来，研究人员将致力于解决可编程逻辑器件在高温、辐射等恶劣环境下的可靠性问题，以及防止逻辑错误和安全威胁。
pld发展概述
标准集成电路
近代可编程逻辑器件
早期可编程逻辑器件
CPLD
FPGA
PROM PLA
PAL
EPROM E2PROM
数字集成电路分类
GAL
FPGA设计流程
FPGA设计方法
• 层次化设计是VLSI 设计中最广泛使用的 方法，硬件描述语言是VLSI系统设计中 开展层次化设计的理想工具。
CPLD和FPGA器件的比较
特性 结构工艺
CPLD 乘积项结构
FPGA 查找表加寄存器结构
触发器数量 规模和复杂度
少 规模小，复杂度低
多 规模大，复杂度高
时延 编程灵活性 功耗
Pin-Pin延时固定 灵活性小 大
Pin-Pin延时不可预测 灵活性大 小
编程方式 保密性
基于EEPROM或者 FLASH编程，掉
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牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月20日 星期二2 时2分2 9秒Tu esday , October 20, 2020
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可编程逻辑器件的发展历程及概述
可编程逻辑器件的发展历程及概述可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种基于数字集成电路技术开发的芯片，是数字系统设计中的重要组成部分。
PLD具有逻辑功能强、可编程性好、成本低廉等特点，被广泛应用于数字系统的设计与实现中。
PLD的发展历程可以追溯到20世纪70年代。
当时，数字系统的设计主要依赖定制的数字集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）和硬连线逻辑电路（Hard-wired Logic Circuit，HLC）来实现。
但这些设计方式存在许多缺陷：ASIC成本高、生产周期长、不易修改；HLC设计复杂、运行速度慢。
因此，人们开始寻求一种新的、更具优势的数字系统设计方式。
1978年，Xilinx公司推出了第一款可编程逻辑器件——XC2064，这也标志着可编程逻辑器件的诞生。
XC2064采用的是PLA（Programmable Logic Array）结构，由一个AND平面和一个OR平面组成，可实现最多64个布尔表达式。
与ASIC 和HLC相比，XC2064具有可编程性强、设计周期短、适应性强等优势，深受市场欢迎。
随着电子技术的不断发展和PLD市场的迅速扩大，PLD不断得到改进和升级。
1984年，Altera公司推出了第一款EPLD （Erasable Programmable Logic Device）——EP300，该器件采用的是EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）存储技术，可实现更灵活的编程和修改。
1985年，Xilinx公司推出了第一款FPGA（Field Programmable Gate Array）——XC2064，它把XC2064的结构进行改进，采用的是可编程的LUT（Look-Up Table）结构，降低了器件的面积和功耗，取代了许多传统的逻辑芯片。
PLD
3.比较高的重复频率，提升溅射速度。
4.激光器使用简单，寿命长，易于维护（这一点Nd:YAG 固态激光器要好于准分子激光器）
三、激光脉冲沉积的优缺点
1.激光脉冲沉积的优点
一.应用PLD非常方便，过程中须要控制的参数只有几个，例如激光 能量通量与脉冲重复频率。 二.与其它溅镀技术相比，利用PLD技术的靶体积细小。借着连续溶 化混杂的靶，制造不同物质的多层膜，十分容易。 三.透过控制脉冲的数量，可以精密调节薄膜厚度至单原子层。 四.PLD最重要的特色，是沉积膜保留了靶的化学计量成分。这是由 于脉冲激光照射，使靶表面的加热速率极高所致。这个原因导致靶 的组分元素或化合物一致蒸发，无须理会个别的蒸发点。也由于溶 化物质的高加热速率，晶体膜的激光沉积比其它薄膜生成技术，要 求更低的衬底温度。因此，半导体与它下面的集成电路能够抑制热 降解。 五.由于激光光子能量很高，可溅射制备很多困难的镀层：如高温超 导薄膜，陶瓷氧化物薄膜，多层金属薄膜等； PLD可以用来合成纳 米管，纳米粉末等。
一、PLD的定义及历史
2.PLD的历史
1960年，激光首次出现。自此以后，激光受到多方面应用， 发展成为强效的工具。激光对物料加工的帮助，效果尤其 显著。激光具有许多独特的性质，例如狭窄的频率带宽、 相干性以及高能量密度。通常，光束的强度足以汽化最坚 硬与最耐热的物料。再加上激光精确、可靠、具备良好的 空间分辨能力（这些出色表现，所以得到功能薄膜、物料 改造、物料表面加热处理、熔接，及微型图案等工业广泛 使用。除此之外，多组分物质能够溶化，并沉积在底物上， 形成化学计量薄膜。最后提及的这个激光应用技术，就是 所谓的脉冲激光沉积（简称PLD）。
三、激光脉冲沉积的优缺点
1.激光脉冲沉积的缺点 一个是薄膜被溅污，或有微粒沉积在薄膜上。导 致溅污的物理机制包括：表面下的沸腾、冲击波 反冲压力造成的液态层喷溅，以及层离。微粒的 体积可能有几微米那么大。这些微粒非常阻碍随 后膜层的形成，亦大大影响薄膜的导电特性。 另一个是由于激光的绝热膨胀导致溶化核素分布 角度狭窄，在靶表面形成等离子羽状物及凹痕。 这些弊端削弱了PLD生产大面积均匀薄膜的用处， PLD因此未能在工业上大展身手。最近有人提出 了补救措施，插入障板能够有效阻挡大微粒，转 动靶与底物有助于形成较大的均匀薄膜。
脉冲激光沉积pld技术及其应用
脉冲激光沉积pld技术及其应用脉冲激光沉积（PLD）技术及其应用一、简介脉冲激光沉积（pulsed laser deposition，PLD）是一种新型的无接触沉积技术，可以在均匀度、速度和性能等方面显著优于传统的技术。
PLD可以用于制备各种氧化物、碳化物和硫化物薄膜材料，如氧化铟锡、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化钒和氧化铈等。
它可以在各种条件下用于定向长晶生长以及相变等研究。
此外，还可以用来生产无机复合薄膜及多层结构膜。
PLD技术可以分为单相和复合技术。
单相PLD是将质子束凝聚为很小的脉冲，并将其射入物质中来实现沉积。
复合PLD则是将物质以脉冲的形式从质子束中发射出来，并将其凝聚在某个表面上形成复合膜，从而达到沉积的目的。
二、原理PLD技术主要由激光光源、脉冲控制器和沉积炉组成，其中脉冲激光沉积（PLD）是一种把脉冲激光束从被沉积材料中激出的新型沉积技术，它的有点是同时允许对较高温度的材料，特别是金属，进行沉积。
PLD的原理是通过激光照射材料，使之形成脉冲辐射，然后将辐射辐射到壁上，使原子能被吸收，然后沉积在被沉积材料的表面上，从而形成沉积膜。
三、应用1、用于材料表面改性由于PLD技术可以用于制备各种氧化物、碳化物和硫化物薄膜，因此可以用于材料表面改性。
通过将薄膜材料涂覆在表面上，可以改变表面的光学、电学等性能，从而提高材料的可利用性。
例如，金属钛的PLD硫化膜可以改善钛的耐蚀性，而钛酸锆的PLD碳化膜可以改善钛的耐热性。
2、用于功能型材料的制备PLD技术还可以用于制备功能型材料，如氧化锆基杂化膜、氧化锗基杂化膜、氧化铝基杂化膜、氧化锰基杂化膜和氧化钛基杂化膜等。
这些材料具有独特的光学、电学和力学性能，可以用于电子器件、传感器、高性能涂料和纳米结构等的制备。
3、用于光刻光学元件的制备PLD技术还可以用于光刻光学元件的制备。
这种技术可以生产折射率高的氧化锆膜，从而可以改善光学系统的像散和成像质量。
PLD简介
Laser-MBE原理
激光分子束外延(Laser-MBE) 生长薄膜的基本过程是，一 束强激光脉冲通过光学窗口入射到靶材上，使靶材局部 瞬间加热。每一脉冲激光能量可以达到上百毫焦，对应 于入射到靶材上的激光能量密度为 1-5J/cm2 。高密度的 激光能量能够瞬间加热靶材表面，并使其局部温度加热 到2000-3500K ，从而使靶材表面熔融蒸发出含有靶材成 分的原子、分子或分子团簇。这些原子、分子团簇进一 步吸收激光能量而形成等离子体羽辉。通常，羽辉中物 质以极快的速度(~ 105cm/s)沿靶面法线射向基片表面并 重新凝聚成固态薄膜。通过 RHEED图样的实时监测，激 光分子束外延实现以原子层或元胞层的精度控制膜层的 外延生长。
Laser-MBE主要组成部分：
一、腔体：主要由主腔（chamber）和load lock组成。主腔由机械泵、分子泵、离 子泵和Ti泵来维持10-9-10-10mbar的超高真空；load lock用一个分子泵来提高真空度。 二、Laser-MBE用KrF准分子激光器来产生能量最大到1J的波长为248nm的脉冲激光。 三、加热系统：有红外激光加热和直流加热两种方式，温度均可达到1000摄氏度 的高温。通过红外测温标定温度。并且对于激光加热系统，可以通过红外测温反 馈到激光加热，实现电脑控制定速的持续升温和降温。 四、RHEED（反射式高能电子衍射）系统。 五、两个分子源：用于以MBE的方式生长薄膜或者调控表面重构。 六、磁控溅射：主要用Ar离子溅射基片表面，达到清理基片或者控制重构的作用。 七、五维样品台：长膜时，用于放置样品，可以在x、y、z三个方向调整位置，并 且可以进行主轴旋转和面内旋转，因此称为五维台。 八、靶台：可以实现最多五个靶材的依次使用。
Laser-MBE简介
可编程器件的发展现状及典型公司器件的特点
可编程器件的发展现状及典型公司器件的特点可编程逻辑器件英文全称为Programmable Logic Device，即 PLD。
PLD是作为一种通用集成电路产生的，它的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。
可编程逻辑器件是集成电路技术发展的产物。
很早以前，电子工程师们就曾设想设计一种逻辑可再编程的器件，但由于集成电路规模的限制，难以实现。
二十世纪七十年代，集成电路技术迅猛发展，随着集成电路规模的增大，MSI、LSI出现，可编程逻辑器件才得以诞生和迅速发展。
一、可编程器件的发展历史1、第一阶段:PLD诞生及简单PLD发展阶段二十世纪七十年代，熔丝编程的PROM(Programmable Read Only Memory)和PLA(Programmable Logic Array)的出现，标志着PLD的诞生。
可编程逻辑器件最早是根据数字电子系统组成基本单元-门电路可编程来实现的，任何组合电路都可用与门和或门组成，时序电路可用组合电路加上存储单元来实现。
早期PLD就是用可编程的与阵列和(或)可编程的或阵列组成的。
PROM是采用固定的与阵列和可编程的或阵列组成的PLD，由于输入变量的增加会引起存储容量的急剧上升，只能用于简单组合电路的编程。
PLA是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成的，克服了PROM随着输入变量的增加规模迅速增加的问题，利用率高，但由于与阵列和或阵列都可编程，软件算法复杂，编程后器件运行速度慢，只能在小规模逻辑电路上应用。
现在这两种器件在EDA上已不再采用，但PROM作为存储器，PLA作为全定制ASIC设计技术，还在应用。
二十世纪七十年代末，AMD公司对PLA进行了改进，推出了PAL(Programmable Array Logic)器件，PAL与PLA相似，也由与阵列和或阵列组成，但在编程接点上与PAL不同，而与PROM相似，或阵列是固定的，只有与阵列可编程。
或阵列固定与阵列可编程结构，简化了编程算法，运行速度也提高了，适用于中小规模可编程电路。
可编程逻辑器件(PLD)的发展及VHDL语言的应用
设 计 以后 ， 件 会 产 生 一 个 最 终 的 编 程 文 件 （ 软 如
＊． ｏ 。 后 ， 可 以 将 编 程 文 件 烧 写 到 Ｐ 芯 ｐ ｆ） 此 便 ＩＤ
片 中。 程文件烧 写 的方 法有 多种 ， 中一 种如 图２ 编 其
所 示 ， 缆 一 端 装 在 计算 机 的并 行 口上 ， ～ 端 接 在 电 另 Ｐ ＣＢ 板 上 的 一 个 十 芯 插 头 ， Ｌ 芯 片 有 ４个 管 脚 Ｐ Ｄ （ 程 脚 ） 插 头 相 连 。 向 系 统 板 上 的 器 件 提 供 配 编 与 它
开 发 Ｐ 需 要 了 解 两 个 部 分 ： Ｐ 开 发 软 Ｉ Ｄ Ｉ Ｄ
编 程 逻 辑 器 件 ） 是 可 编 程 逻 辑 器 件 ， 们 是 在 都 它 Ｐ ＧＡＩ 逻 辑 器 件 的 基 础 之 上 发 展 起 来 的 。 １ ＡＩ 等 图
件 （ 如 Ａｈ ｒ 例 ｅａ公 司 的 Ｍ Ａｘ＋ Ｐ ＬＵＳ Ⅱ） Ｐ Ｄ ； Ｌ 器件本 身 。 由 于 Ｐ ）软 件 已 发 展 得 相 当完 善 ， 户 甚 至 可 Ｉ Ｉ 用 以不 用 详 细 了解 Ｐ 的 内部 结 构 ， 可 以用 自己 熟 Ｉ Ｄ 也 悉 的 方 法 （ 原 理 图 输 入 或 ＨＤＩ 巧言 ） 完 成 相 当 如 ； 来
ＣＰ 器 件 系 列 ， 们 开 发 较 早 ， 用 较 大 的 Ｐ Ｉ Ｄ 它 占 Ｉ Ｄ 市场 。 目前 ， ｔｒ Ａｌ ａ系 列 产 品 在 我 国使 用 较 多 。 ｅ
维普资讯
３ ８
置或编程数据 ， 就是在线 编程 。 这
煤 炭 科 技
程 逻 辑 器 件 （ Ｐ 。 Ｃ Ｉ Ｄ） Ｆ ＧＡ （ 场 可 编 程 门 阵 列 ） Ｃ Ｌ （ 杂 可 Ｐ 现 与 Ｐ Ｄ 复
2024年PLD制造市场前景分析
2024年PLD制造市场前景分析1. 简介PLD（Programmable Logic Device）制造市场是指制造和销售可编程逻辑设备的市场。
PLD是一种集成电路，可通过编程进行逻辑和功能配置，以实现特定的功能。
该市场包括了FPGA（Field-Programmable Gate Array）、CPLD（Complex Programmable Logic Device）等。
本文将对PLD制造市场的前景进行分析，包括市场规模和增长趋势、市场驱动因素、竞争情况以及未来发展机会等方面。
2. 市场规模和增长趋势PLD制造市场在过去几年内呈现出稳定增长的趋势。
根据研究报告，该市场在去年达到XX亿美元，预计在未来几年内将以X%的年复合增长率增长。
这主要受以下因素的影响：•不断增长的需求：随着物联网、人工智能、自动驾驶等新兴技术的迅速发展，对PLD的需求不断增加。
PLD可通过软件编程实现灵活的配置，适用于各种应用场景，包括通信、工业自动化、军事等。
•供应链优化：随着PLD制造技术的不断进步，制造成本逐渐下降，供应链效率提高。
这进一步推动了市场的增长，并提高了PLD制造商的竞争力。
•新兴市场开拓：PLD制造商正在不断开拓新兴市场，如亚太地区和中东地区。
这些地区的快速经济发展和技术推进提供了更多机会。
3. 市场驱动因素PLD制造市场的增长主要受以下因素驱动：•技术创新：随着芯片技术的不断发展，PLD制造商不断推出创新产品，以满足不断变化的市场需求。
新技术的引入可以提高PLD的性能、功耗、集成度等方面，进一步扩大市场需求。
•应用扩展：PLD在各个领域的应用不断扩展，如通信设备、汽车电子、消费类电子产品等。
这些行业的快速发展将带来对PLD的持续需求，并推动市场增长。
•产业链合作：PLD制造商与其他关键供应商之间的合作将进一步促进市场的增长。
与芯片设计公司、原材料供应商、系统集成商等的合作，可以实现资源共享、技术创新和市场扩张。
2024年PLD制造市场调研报告
2024年PLD制造市场调研报告1. 引言本报告旨在对PLD（Programmable Logic Device，可编程逻辑器件）制造市场进行全面调研和分析。
PLD作为现代电子设备的核心部件之一，在各个产业领域得到广泛应用。
本报告将从市场规模、竞争格局、市场趋势等方面对PLD制造市场进行详细分析。
2. 市场规模PLD制造市场在过去几年发展迅猛，市场规模不断扩大。
据统计数据显示，2019年全球PLD制造市场规模达到X亿美元，相较于2018年增长了Y％。
预计到2025年，全球PLD制造市场规模将继续增长至Z亿美元。
3. 竞争格局3.1 主要厂商目前，全球PLD制造市场存在着多家重要的厂商。
其中包括：•Altera Corporation•Xilinx Inc.•Lattice Semiconductor Corporation•Microsemi Corporation•SiliconBlue Technologies•…这些厂商凭借其优秀的技术实力和丰富的产品线，在市场上占据着较大份额，并且持续进行研发和创新，以满足不断增长的市场需求。
3.2 市场竞争策略在市场竞争激烈的情况下，PLD制造商采取了多种竞争策略来提升自身竞争力。
这些策略包括：•不断加大研发投入，提升产品性能和功能；•提供定制化解决方案，满足不同客户的需求；•扩大销售渠道和增加市场宣传，提高知名度和市场份额；•加强与合作伙伴的合作，形成产业链生态系统。
4. 市场趋势4.1 5G技术的发展随着5G技术的快速发展，PLD的需求量将大幅增加。
5G技术在通信、物联网等领域的广泛应用，对PLD制造市场带来巨大机遇和挑战。
PLD制造商需要加大研发力度，提供更高性能的产品，以满足5G技术对PLD的需求。
4.2 人工智能的兴起人工智能的兴起对PLD制造市场的发展也有着重要影响。
人工智能技术的广泛应用，对PLD的计算能力和能效提出了更高要求。
因此，PLD制造商应积极探索适用于人工智能应用的新型PLD技术和解决方案，以满足不断增长的市场需求。
PLD产业的发展方向-访Altera总裁兼CEO
PLD产业的发展方向-访Altera总裁兼CEOPLD 历经三个阶段PLD（可编程逻辑器件）产业经历了三个发展阶段。
第一阶段：1994~1997 年，市场对PLD 的接受期，人们普遍用PLD 来进行样机开发验证；第二个阶段：1998~2001 年，是“互联网泡沫”期，整个行业出现巨大的总体性增长；第三阶段：2002 年到现在，是PLD 产品化阶段，PLD 厂商把关注的重点放在FPGA 和大批量产品的增长上。
在过去12 年中，CPLD 与FPGA 业务所占的百分比发生了巨大的变化。
1994，整个行业年收入的2/3 来自于CPLD；2005，CPLD 的比重下降为1/4。
FPGA 随着时间的推移，性能在不断提高，成本不断下降，从而截取了CPLD 的很多业务，CPLD 的出路在于结构上更多地采用FPGA 的优势，例如Altera 的MAX－II 是一种FPGA 和CPLD 混合的架构。
FPGA 应用的变迁FPGA 最初是一种面向样机验证的商业模式，即以FPGA 来验证工程设计，也许还可以用于小批量的生产，但很快也就转向ASIC 来实现大批量生产。
工程人员遇到的问题就是：什么时候从FPGA 转换到ASIC？要达到何种水平才适合？成本曲线是什么样的？归根结蒂是成本。
当时，PLD 的芯片尺寸很大，因此极为昂贵。
在泡沫期，作为样机的定律被打破了，因为在那一时期，人们更为关注的是上市时间和标新立异。
于是，人们用PLD 来进行样机开发，然后又将PLD 留在系统中，因为顾客花得起钱，用户也愿意以溢价来付帐。
这使得可编程逻辑行业在这一时期获得了超常规的发展。
如今，这一好梦已经结束。
如果你考察当前的行业状况，发现人们都在关注成本，但不一定需要像原来那样快速地完成创新。
因此，人们会很快将FPGA 从系统中取出。
这时，如果PLD 公司不进行变革，市场就会很快饱和。
PLD 公司的战略如果不能真正降低总体的成本，在进军大批量市。
pld发展概述
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去 I/O 控制块
扩展乘积项,包括共享扩展乘积 项和并联扩展乘积项
1.共享扩展乘积项：
功能：共大享多扩数展逻乘辑积函项数是由由5个每乘个积宏单元 项之和提就供可一以个实未现投。入这使样用用的一乘个积宏项。 单元即每可个。L对A于B有复1杂6个的宏逻单辑元函，数因，此有 需要附1加6个乘共积享项扩能展实乘现积。项。
宏单元模块组成: 与逻辑阵列 乘积项选择矩阵 可编程寄存器
Clear Clock
来自其他逻辑 单元的并行扩展
7000 有两个全局时钟
可编程寄存器
可旁路寄存器
36 个可编程 互连信号
乘积项 选择 矩阵
16个扩展乘积项
共享逻辑 的扩展
PRn DQ
清零 VCC 信号
ENA CLRn
Clock使能控制端 去 PIA
3. 要了解PLD设计的服务对象。 4. 数字逻辑知识是根本。
FPGA原理与设计 课程安排
• PLD器件介绍 • 开发平台介绍：MAX PLUS II • HDL硬件设计语言介绍：VHDL • VHDL语言深入介绍 • CPLD/FPGA器件相关硬件电路介绍 • 实验
可编程逻辑器件（PLD）发展的回顾与展望
可编程逻辑器件（PLD）发展的回顾与展望
RoeL.,WP
【期刊名称】《今日电子》
【年(卷),期】2000(000)006
【摘要】Xilinx近年来始终把中国作为其在全球的主要市场之一,首席执行官罗兰
士先生希望与中国的电子行业媒体建立日益密切的联系,进行更直接的交流,他的文
章阐述了可编程逻辑器件领域技术和应用的最新发展趋势和Xilinx本身的成功经
营之道。
高通公司的文章表达了他们对发展第三代无线通信特别是CDMA的观点,并介绍了业务与技术的进展情况。
上述二文都有是有关领域中有代表性的观点之一、发表于此供中国电子产业界人士参考。
【总页数】2页(P4-5)
【作者】RoeL.,WP
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】F416.63
【相关文献】
1.可编程逻辑器件FPGA与CPLD的发展与应用一例 [J], 赵红梅;王召东
2.可编程逻辑器件PLDs发展趋势展望 [J], 靳雅静;刘笃仁
3.可编程逻辑器件(PLD)——应用PLD可使逻辑电路设计大为简化 [J], 陈伟鑫
4.复杂可编程逻辑器件CPLD专题讲座(Ⅴ)──CPLD的应用和实现数字逻辑单元及
系统的设计 [J], 李景华;王君
5.复杂可编程逻辑器件CPLD专题讲座(Ⅳ)──CPLD的开发系统 [J], 李景华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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PLD的发展简史及应用展望
【摘要】在半导体技术发展的推动下，可编程逻辑器件迎来了前所未有的发展机遇且实现了较大的突破，具有良好的在线修改能力即随时修改设计而不必改动其硬件电
路的特点，如今它已成为电子设计领域中最具发展前途的器件。
本文介绍了可编程逻辑器件的发展简史及它在数字电路实验、通信系统和ASIC设计三个领域中的应用，最后展望了可编程逻辑器件的发展趋势。
【关键词】PLD;熔丝技术;CPLD;FPGA
1 可编程逻辑器件发展简史
最早的可编程逻辑器件（PLD）是1970年制成的可编程只读存储器（PROM），它由固定的与阵列和可编程的或阵列组成。
PROM采用熔丝技术，只能写一次，不能擦除和重写。
随着技术的发展，此后又出现了紫外线可擦除只读存储器UVEPROM和电可擦除只读存储器EEPROM。
由于其价格便宜、速度低、易于编程，适合于存储函数和数据表格。
可编程逻辑阵列（PLA）器件于20世纪70年代中期出现，它是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成，但由于器件的价格比较贵，编程复杂，资源利用率低，因而没有得到广泛应用。
可编程阵列逻辑（PAL）器件是1977年美国MMI公司率先推出的，它采用熔丝编程方式，由可编程的与阵列和固定的或阵列组成，双极性工艺制造，器件的工作速度很高。
由于它的设计很灵活，输出结构种类很多，因而成为第一个得到普遍应用的可编程逻辑器件。
通用阵列逻辑（GAL）器件是1985年Lattice公司最先发明的可电擦写、可重复编程、可设置加密位的PLD。
GAL 在PAL的基础上，采用了输出逻辑宏单元形式EECMOS工艺结构。
在实际应用中，GAL器件对PAL器件仿真具有百分之百的兼容性，所以GAL几乎完全代替了PAL器件，并可以取代大部分标准SSI、MSI集成芯片，因而获得广泛应用。
可擦除可编程逻辑器件（EPLD）是20世纪80年代中期Altera公司推出的基于UVEPROM和CMOS技术的PLD，后来发展到采用EECMOS工艺制作的PLD，EPLD的基本逻辑单元是宏单元，宏单元是由可编程的与阵列、可编程寄存器和可编程I/O三部分组成的。
从某种意义上讲，EPLD是改进的GAL，它在GAL基础上大量增加输出宏单元的数目，提供更大的与阵列，集成密度大幅提高，内部连线相对固定，延时小，有利于器件在高频下工作，但内部互连能力较弱。
复杂可编程逻辑器件（CPLD）是20世纪80年代末Lattice公司提出了在线可编程技术（ISP）以后，于20世纪
90年代初推出的。
CPLD至少包含三种结构：可编程逻辑宏单元、可编程I/O单元和可编程内部连线，它是在EPLD的基础上发展起来的，采用EECMOS工艺制作，与EPLD相比，增加了内部连线，对逻辑宏单元和I/O单元也有很大的改进。
现场可编程门阵列（FPGA）器件是Xilinx公司1985年首家推出的，它是一种新型的高密度PLD，采用
CMOS-SRAM工艺制作。
FPGA的结构与门阵列PLD不同，其内部由许多独立的可编程逻辑模块（CLB）组成，逻辑块之间可以灵活地相互连接，CLB的功能很强，不仅能够实现逻辑函数，还可以配置成RAM等复杂的形式。
配置数据存放在芯片内的SRAM中，设计人员可现场修改器件的逻辑功能，即所谓的现场可编程。
FPGA出现后受到电子设计工程师的普遍欢迎，发展十分迅速。
2 可编程逻辑器件典型应用领域
2.1 在数字电路实验中的应用
在传统数字电路实验中，要使用基本门路，触发器等中小规模标准集成电路芯片等，进行一次实验课程需要准备大量的专门芯片，增加了器件的选购和管理的难度。
使用PLD，在组合电路和相关实验中可以把PLD编程写为各种组合式门电路结构，还可以用它构成几乎所有的中规模组合集成电路，如译码器、编码器等。
又如在做触发器实验中，利用一
片GAL16V8芯片可以同时实现R-S触发器、J-K触发器、D 触发器、T触发器等基本触发器。
把PLD用于数字电路实验后，一般实验只要准备一片GAL16V8即可，大大减少了器件的选购、管理的工作量及经费的开支。
此外，可编程逻辑器件还从很大程度上改变了数字系统的设计方式，最显著的特点是它使硬件的设计工作更加简单方便，电路的逻辑功能可以由编程设定，在线装入和修改。
2.2 在通信系统中的应用
可编程逻辑器件在通信领域中取着不可代替的作用，现代通信协议不断更新，因此选择灵活的PLD器件是很重要的。
基于电可擦除编程工艺的CPLD的优点是多次编程后信息不会因断电而丢失。
对于SRAM型FPGA来说，配置次数无限，在加电时刻能随时更改协议功能，大容量的FPGA是最好的选择。
目前现代通信系统的发展方向是功能更强大、体积更小、速度更快，而FPGA在集成度、功能和速度上的优势正好满足通信系统的这些要求。
2.3 在ASIC设计中的应用
可编程逻辑器件是在专用型集成电路（ASIC）设计的基础上发展起来的，在ASIC设计方法中，通常采用全定制和半定制的电路设计方法，设计完成后，如果不满足要求，就得重新设计进行验证，这样就使设计开发周期变长，大大增加了产品的开发费用。
而选择CPLD/FPGA则不存在这样的
限制，现在FPGA芯片的规模越来越大，已达到了千万级等效系统门。
3 可编程逻辑器件发展趋势
3.1 向高密度、低压、低功耗方向发展
由于人们对基于电池供电的便携式应用产品的需求越
来越大，对可编程逻辑器件的高密度、低压、低功耗要求越来越高。
自Xilinx公司发布业界第一款FGPA芯片以来，大容量FPGA是市场发展的焦点，半导体制造工艺的发展和市场的多样化需求不断推动FPGA设计技术的创新，同时PLD 正在由点5V电压向低电压3.3V，2.5V及1.8伏器件演进，不断满足节能的要求。
3.2 成本不断降低
随着芯片生产工艺的不断进步，芯片的集成度不断提高，面积大小是产品价格高低的重要因素，而线宽的减小必将大大降低PLD的成本。
况且低成本关系着生产厂商的发展前途，要想在PLD有一席之地，低成本是必需要考虑的因素，未来的可编程器件会以最低的成本提供最多的系统门。
3.3 片上集成资源不断丰富
许多厂商在半导体制造工艺技术的推出下，不断地扩充FPGA片上集成资源，包括嵌入式处理器、可编程存储器、高速收发器、嵌入式逻辑分析仪、复杂数字信号处理模块等，使得产品集成度迅速提高，PLD的集成度已达到了千万级等效系统门。
3.4 向SOPC方向发展
集成度的不断提高使得产品的性能不断的提高，功能不断增多。
最早的PLD仅仅能够实现一些简单的逻辑功能，而现在，片上可编程系统（SOPC）直接实现系统集成，在速度上可以满足一般系统对速度的要求，其好处是用户把所有关键的功能块放上去后，可以随着标准改变而重新配置，而且可以降低费用，缩短开发时间。
可以预见未来的一块电路板上可能只有两部分电路：模拟部分（包括电源）和一块PLD 芯片，最多还有一些大容量的存储器。
3.5 向软核、硬核混合的结构方向发展随着器件集成度的提高，单片容量可设计逻辑越来越多。
目前FPGA可通过配置在片内实现软核处理器，或直接在FPGA中集成硬核处理器。
集成软核还是硬核取决于对系统的性能、功能和可重构性的平衡考虑。
硬核处理器一般作为独立的专用模块集成于FPGA中，与软核相比具有更高的性能，但在可重构性和灵活性上有所不足。
为了提高设计速度和系统性能，在一些FPGA芯片中集成一定功能的硬核，设计者可以利用这些硬核与其他设计资源结合完成设计，这将是可编程逻辑器件的又一个发展方向。
【参考文献】
[1]杨春玲，朱敏，编.可编程逻辑器件应用实践[M].哈尔滨∶哈尔滨工业大学出版社，2008∶02-04.
[2]潘锐捷，等，编.可编程逻辑器件的历程与发展[J].电子与封装，2008，08∶44-48.
[3]杨海钢，等，编.FPGA器件设计技术发展综述[J].电子与信息学报，2010，03∶714-723.
[4]张鹏，编.浅谈FPGA器件设计技术发展综述[J].电子测试，2014，10∶41-43.
[责任编辑：汤静]
作者简介：王康（1994―），男，江汉大学，数学与计算机科学学院2012级学生。
通讯作者：沈祖斌（1964―），男，江苏如皋人，硕士，副教授，主要从事计算机、数字系统的教学与研究工作。