可編程邏輯器件有哪些種類

⑴ 什麼是邏輯晶元

邏輯器件
英文全稱為：programmable
logic
device
即
PLD。PLD是做為一種通用集成電路產生的，他的邏輯功能按照用戶對器件編程來確定。一般的PLD的集成度很高，足以滿足設計一般的數字系統的需要。
這樣就可以由設計人員自行編程而把一個數字系統「集成」在一片PLD上，而不必去請晶元製造廠商設計和製作專用的集成電路晶元了。
PLD與一般數字晶元不同的是：PLD內部的數字電路可以在出廠後才規劃決芹銀爛定，有些類型嫌漏的PLD也允許在規劃決定後再次進行變更、改變，而一般數字晶元在出廠前就已經決定其內部電路，無法在出廠後再次改變搏拿，事實上一般的模擬晶元、混訊晶元也都一樣，都是在出廠後就無法再對其內部電路進行調修。

⑵ 什麼是可編程邏輯器件目前常見的有哪些可編程邏輯器件

邏輯器件可分為兩大類 - 固定邏輯器件和可編程邏輯器件。 一如其名，固定邏輯器件中的電路是永久性的，它們完成一種或一組功能 - 一旦製造完成，就無法改變。 另一方面，可編程邏輯器件（PLD）是能夠為客戶提供范圍廣泛的多種邏輯能力、特性、速度和電壓特性的標准成品部件 - 而且此類器件可在任何時間改變，從而完成許多種不同的功能。
對於固定邏輯器件，根據器件復雜性的不同，從設計、原型到最終生產所需要的時間可從數月至一年多不等。 而且，如果器件工作不合適，或者如果應用要求發生了變化，那麼就必須開發全新的設計。 設計和驗證固定邏輯的前期工作需要大量的「非重發性工程成本」，或NRE。 NRE表示在固定邏輯器件最終從晶元製造廠製造出來以前客戶需要投入的所有成本，這些成本包括工程資源、昂貴的軟體設計工具、用來製造晶元不同金屬層的昂貴光刻掩模組，以及初始原型器件的生產成本。 這些NRE成本可能從數十萬美元至數百萬美元。
對於可編程邏輯器件，設計人員可利用價格低廉的軟體工具快速開發、模擬和測試其設計。 然後，可快速將設計編程到器件中，並立即在實際運行的電路中對設計進行測試。 原型中使用的PLD器件與正式生產最終設備（如網路路由器、ADSL數據機、DVD播放器、或汽車導航系統）時所使用的PLD完全相同。 這樣就沒有了NRE成本，最終的設計也比採用定製固定邏輯器件時完成得更快。
採用PLD的另一個關鍵優點是在設計階段中客戶可根據需要修改電路，直到對設計工作感到滿意為止。 這是因為PLD基於可重寫的存儲器技術--要改變設計，只需要簡單地對器件進行重新編程。 一旦設計完成，客戶可立即投入生產，只需要利用最終軟體設計文件簡單地編程所需要數量的PLD就可以了。
可編程邏輯器件的兩種主要類型是現場可編程門陣列（FPGA）和復雜可編程邏輯器件（PLD）。 在這兩類可編程邏輯器件中，FPGA提供了最高的邏輯密度、最豐富的特性和最高的性能。 現在最新的FPGA器件，如Xilinx Virtex系列中的部分器件，可提供八百萬"系統門"（相對邏輯密度）。 這些先進的器件還提供諸如內建的硬連線處理器（如IBM Power PC）、大容量存儲器、時鍾管理系統等特性，並支持多種最新的超快速器件至器件（device-to-device）信號技術。 FPGA被應用於范圍廣泛的應用中，從數據處理和存儲，以及到儀器儀表、電信和數字信號處理等。
與此相比，PLD提供的邏輯資源少得多 - 最高約1萬門。 但是，PLD提供了非常好的可預測性，因此對於關鍵的控制應用非常理想。 而且如Xilinx CoolRunner系列PLD器件需要的功耗極低。

⑶ 大規模可編程邏輯器件的分類

PLD的分類繁多,各生產廠家命名不一,一般可按以下幾種方法進行分類.
按集成度來區分
(1)簡單PLD,邏輯門數500門以下,包括PROM,PLA,PAL,GAL等器件.
(2)復雜PLD,晶元集成度高,邏輯門數500門以上,或以GAL22V10作參照,集成度大於GAL22V10,包括EPLD,CPLD,FPGA等器件.
從編程結構來區分
(1)乘積項結構PLD,包括PROM,PLA,PAL,GAL,EPLD,CPLD等器件.
(2)查找表結構PLD,FPGA屬此類器件.
從互連結構來分
(1)確定型PLD.確定型PLD提供的互連結構,每次用相同的互連線布線,其時間特性可以確定預知(如由數據手冊查出),是固定的,如CPLD.
(2)統計型PLD.統計型結構是指設計系統時,其時間特性是不可以預知的,每次執行相同的功能時,卻有不同的布線模式,因而無法預知線路的延時,如Xilinx公司的FPGA器件.
從編程工藝來區分
(1)熔絲型PLD,如早期的PROM器件.編程過程就是根據設計的熔絲圖文件來燒斷對應的熔絲,獲得所需的電路.
(2)反熔絲型PLD,如OTP型FPGA器件.其編程過程與熔絲型PLD相類似,但結果相反,在編程處擊穿漏層使兩點之間導通,而不是斷開.
OTP是一次可編程(OneTimeProgramming)的英文縮寫,以上兩類都是OTP器件.
(3)EPROM型PLD,EPROM是可擦可編程只讀存儲器(ErasablePROM)的英文縮寫,EPROM型PLD採用紫外線擦除,電可編程,但編程電壓一般較高,編程後,下次編程前要用紫外線擦除上次編程內容.
在製造EPROM型PLD時,如果不留用於紫外線擦除的石英窗口,也就成了OTP器件.
(4)EEPROM型PLD,EEPROM是電可擦可編程只讀存儲器(ElectricallyErasablePROM)的英文縮寫,與EPROM型PLD相比,不用紫外線擦除,可直接用電擦除,使用更方便,GAL器件和大部分EPLD,CPLD器件都是EEPROM型PLD.
(5)SRAM型PLD,SRAM是靜態隨機存取存儲器(StaticRadomAccessMemory)的英文縮寫,可方便快速的編程(也叫配置),但掉電後,其內容即丟失,再次上電需要重新配置,或加掉電保護裝置以防掉電.大部分FPGA器件都是SRAM型PLD.