EDA技术与VHDL程序开发基础教程 教学资料第二章

2.8.1填空

1.可编程逻辑器件的英文全称是Programmable Logic Device

2.可编程逻辑器件技术经历了PROM 、PLA、PAL 三个发展阶段

3. CPLD的基本结构包括可编程逻辑阵列块、输入/输出块、互联资源三个部分

4.目前市场份额较大的生产可编程逻辑器件的公司有Altera 、Xillinx 、Lattice

5.根据器件应用技术FPGA可分为基于SRAM编程的FPGA、基于反熔丝编程的FPGA

6. 快速通道/互联通道包括行互连、列互联、逻辑阵列块、逻辑单元

7.常用的的FPGA配置方式为主动串行、主动并行、菊花链

8.实际项目中，实现FPGA的配置常常需要附加一片EPROM

9.球状封装的英文缩写为BGA

10.CPLD/FPGA选型时主要考虑的因素有器件逻辑资源、芯片速度、功耗、封装2.8.2选择

1. 在下列可编程逻辑器件中，不属于高密度可编程逻辑器件的是（D）

A EPLD

B CPLD

C FPGA

D PAL

2. 在下列可编程逻辑器件中，属于易失性器件的是（D）

A EPLD

B CPLD

C FPGA

D PAL

3.下列逻辑部件中不属于Altera公司CPLD的是（A）

A通用逻辑块（GLB）

B可编程连线阵列（PIA）

C输入输出控制（I/O）

D逻辑阵列块（LAB）

4.下列逻辑部件中不属于Lattice公司CPLD的是（D）

A通用逻辑块（GLB）

B全局布线区（GRP）

C输出布线区（ORP）

D逻辑阵列块（LAB）

5.下列FPGA中不属于Xilinx公司产品的是（D）

A XC4000

B Virtex

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第1章概述

C Spartan

D Cyclong

6. 下列FPGA中不属于Alter公司产品的是（B）

A FLEX 10K

B Virtex

C Stratix

D Cyclone

7.下列配置方式不属于FPGA配置模式的是（D）

A主动串行配置模式

B被动串行配置模式

C主动并行配置模式

D被动从属配置模式

8.下列因素中通常不属于CPLD/FPGA选型条件的是（D）

A逻辑资源

B 功耗和封装

C 价格和速度

D 产地

2.8.3问答

1.结合本章学习的知识，简述CPLD的基本结构？

答：虽然CPLD种类繁多、特点各异，共同之处总结起来可以概括为三个部分：

●可编程逻辑阵列块；

●输入/输出块；

●互联资源；

其中，可编程逻辑阵列块类似于一个低密度的PAL/GAL，包括乘积项的与阵列、乘积项分配和逻辑宏单元等。乘积项与阵列定义了每个宏单元乘积项的数量和每个逻辑块乘积项的最大容量，能有效的实现各种逻辑功能。

2.结合本章学习的知识，简述FPGA的基本结构？

答：基于SRAM编程的FPGA以Xilinx的逻辑单元阵列（LCA，Logic Cell Array）为例，基本结构如图2-20所示。

第1章 ASP .NET 概述 • 3 •

模块

图2-20 FPGA 的基本机构

反熔丝技术FPGA 器件的逻辑结构采用基于多路选择器的基本逻辑单元，配置数据放在反熔丝开关矩阵中，通过编程使部分反熔丝介质击穿，导通开关从而实现器件的编程。如图2-21所示

互联资源

逻辑阵列

图2-21 反熔丝技术的FPGA 结构

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第1章概述

3.基于SRAM编程的FPGA有哪些特征？优缺点？

答：

FPGA器件的优点：

●可以反复编程，对于一般规模的器件，上电几十毫秒就可以完成配置数据的加载；

●开发设计不需要专门的编程器；

●与CMOS工艺的存储器兼容，价格较低；

FPGA器件的缺点：

●由于器件掉电后SRAM容易丢失配置数据，因而常常在FPGA外部添加一个制

度春初期PROM或EPROM来保存这些配置数据，从而给配置数据的保密带来

了困难；

●器件内部可编程连线和逻辑定义通过大量的传输门开关实现，从而导致电阻变

大，传递信号的速度收到影响，限制工作频率；

4.简述MAX7000器件的结构及特点？

答：

5.简述ispLSI2000器件的结构及特点？

答：

第1章概述• 5 •

6.简述FLEX10K器件的结构及特点？

答：

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第1章概述

列互联通道

LAB

7.简述XC4000器件的结构及特点？

答：

8.阐述FPGA配置几种方式？

答：

●主动串行配置模式（AS）；

●被动串行配置模式（PS）；

●主动并行配置模式（AP）；

●被动并行同步配置模式（PPS）；

●被动并行异步配置模式（PPA）；

第1章概述• 7 •

●被动串行异步配置模式（PSA）；

●菊花链配置模式；

●JTAG配置模式；

9.如何选用CPLD和FPGA？

答：

CPLD/FPGA的选择主要根据项目本身的需要，对于规模不大且产量不高的应用，通常使用CPLD比较好。对与大规模的逻辑设计、AIC设计或单片系统的设计，则多采用FPGA。从逻辑规模上讲FPGA覆盖了逻辑门书5000～2000000门的大中规模。目前，FPGA的主要应用有三个方面：

●直接使用与电路系统；

●硬拷贝；

●逻辑验证；

由上可知，FPGA和CPLD的选择需要根据具体系统的性能、成本、安全等需求进行折中，制定一个性价比高的方案具有非常重要的意义。

10.MAX7000S器件的I/O控制块共有几种工作方式？

答：

I/O控制块允许每个I/O引脚单独地配置成输入/输出和双向工作方式。

11.宏单元的触发器有几种时钟控制方式？

答：

触发器完成D型、JK型或T型等逻辑功能。

12.简述EAB的工作原理？

嵌入式阵列块是一种在输入/输出端口带有触发器的RAM电路。它由可编程设置的RAM、输入/输出D触发器、局部互联通道、控制逻辑电路和输出电路组成。EAB可以用来实现不同的存储功能和复杂的逻辑功能。