可编程逻辑器件的英文全称为:programmable logic device 即PLD。PLD是做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。一般的PLD的集成度很高,足以满足设计一般的数字系统的需要。这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上,而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。
可编程逻辑器件的两种类型:CPLD和FPGA,可编程逻辑器件的两种主要类型是现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
在这两类可编程逻辑器件中,FPGA提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性能。 现在最新的FPGA器件,如Xilinx Virtex?系列中的部分器件,可提供八百万系统门(相对逻辑密度)。 这些先进的器件还提供诸如内建的硬连线处理器(如IBM Power PC)、大容量存储器、时钟管理系统等特性,并支持多种最新的超快速器件至器件(device-to-device)信号技术。
FPGA被应用于范围广泛的应用中,从数据处理和存储,以及到仪器仪表、电信和数字信号处理等。
与此相比,CPLD提供的逻辑资源少得多 - 最高约1万门。 但是,CPLD提供了非常好的可预测性,因此对于关键的控制应用非常理想。 而且如Xilinx CoolRunner?系列CPLD器件需要的功耗极低。固定逻辑器件和可编程逻辑器件各有自己的优点。 例如,固定逻辑设计经常更适合大批量应用,因为它们可更为经济地大批量生产。 对有些需要极高性能的应用,固定逻辑也可能是最佳的选择。
然而,可编程逻辑器件提供了一些优于固定逻辑器件的重要优点,包括:可编程逻辑器件不需要漫长的前置时间来制造原型或正式产品 - 可编程逻辑器件已经放在分销商的货架上并可随时付运。可编程逻辑器件在设计过程中为客户提供了更大的灵活性,因为对于可编程逻辑器件来说,设计反复只需要简单地改变编程文件就可以了,而且设计改变的结果可立即在工作器件中看到。
可编程逻辑器件允许客户在需要时仅订购所需要的数量,从而使客户可控制库存。 采用固定逻辑器件的客户经常会面临需要废弃的过量库存,而当对其产品的需求高涨时,他们又可能为器件供货不足所苦,并且不得不面对生产延迟的现实。
可编程逻辑器件不需要客户支付高昂的NRE成本和购买昂贵的掩模组- 可编程逻辑器件供应商在设计其可编程器件时已经支付了这些成本,并且可通过PLD产品线延续多年的生命期来分摊这些成本。
可编程逻辑器件甚至在设备付运到客户那儿以后还可以重新编程。 事实上,由于有了可编程逻辑器件,一些设备制造商现在正在尝试为已经安装在现场的产品增加新功能或者进行升级。 要实现这一点,只需要通过因特网将新的编程文件上载到PLD就可以在系统中创建出新的硬件逻辑。