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第三章 Altera 的 CPLD/FPGA

第三章 Altera 的 CPLD/FPGA. § 3.1 Altera 产品概述. Altera 是最大的可编程逻辑器件供应商之一， 总部位于美国硅谷圣侯赛。主要产品有：属于 EPLD 的 MAX3000/5000/7000/9000 和 Classic 系列；属于 FPGA 的 FLEX6K/8K/10K 、 APEX20K 、 ACEX1K 、 APEXⅡ 、 Mercury 、 Excalibur 、 Stratix 系列。 我们主要介绍 FLEX10K 系列产品。. Altera 产品系列. PLD 器件 ：

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第三章 Altera 的 CPLD/FPGA

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  1. 第三章 Altera 的 CPLD/FPGA § 3.1 Altera 产品概述 Altera是最大的可编程逻辑器件供应商之一， 总部位于美国硅谷圣侯赛。主要产品有：属于EPLD 的MAX3000/5000/7000/9000和Classic系列；属于 FPGA的FLEX6K/8K/10K、APEX20K、ACEX1K、 APEXⅡ 、Mercury、Excalibur、Stratix系列。 我们主要介绍FLEX10K系列产品。

  2. Altera 产品系列 PLD器件： CPLD： MAX3000/5000/7000/9000和Classic系列 FPGA： FLEX6K/8K/10K、APEX20K、ACEX1K、 APEXⅡ 、Mercury、Excalibur、Stratix 开发软件： MAX+PLUSⅡ ：支持公司多款PLD器件，同时支 持多种HDL语言，包括VHDL、 Verilog HDL、AHDL。

  3. 开发软件： QuartusⅡ ：主要支持公司几款高端产品，APEXⅡ 、 APEX20K、Mercury、Excalibur、Stratix，同 时也支持多种HDL语言。 硬件描述语言：AHDL，只有自己公司的开发软件支 持该语言，没有被IEEE认证。

  4. § 3.3 FLEX10K系列 一、功能描述 1、EAB（嵌入式功能块） EAB是在输入输出口上带有寄存器的灵活RAM 块，它用于实现一般阵列宏功能。 EAB在用作RAM时，每个EAB提供2048位（2048*1，1024*2，512*4，256*8）。 EAB在用作乘法、微控制器、状态机及DSP时，提供100到600门。

  5. EAB内部结构

  6. 2、LAB（逻辑阵列块） LAB有8个LE以及它们的进位链、级联链、LAB控制信号与LAB局部互连组成。 3、LE（逻辑单元） LE使FLEX10K结构中的最小单元，每个LE含有一个4输入查找表（LUT）、一个带有同步使能的可编程触发器、一个进位链和一个级联链。 LE有4种工作模式： 正常模式：简单逻辑功能、编译码应用； 运算模式：+、-、*法器件、3输入函数； 加/减计数模式；清除计数模式

  7. LAB内部结构

  8. LE内部结构

  9. 4、 Fast Track （快速通道） Fast Track提供LE与器件I/O引脚之间的互联。 Fast Track是遍布整个器件厂、宽的一系列水平和垂直的连续式布线通道。 5、 IOE（I/O单元） I/O 单元由一个双向缓冲器和一个寄存器组成，提供6个专用的输入引脚。

  10. 二、FLEX10K 系列的特点 1、FLEX10K是第一种嵌入式的PLD器件，具有实现宏功能的嵌入式阵列和实现普通功能的逻辑阵列，可提供可编程弹片系统（SOPC）集成。 2、高密度：1万—25万个门，40960位内部RAM（每个EAB有2048位）。 3、支持多电压接口（5V、3.3V等）；低功耗（维持状态小于0.5mA)；遵守PCI总线规定；内带JTAG边界扫描测试电路，可实现ISP。

  11. 4、采用快速通道互连，速度快并可预测延时。4、采用快速通道互连，速度快并可预测延时。 5、强大的I/O引脚功能。每个引脚都是独立的三态门结构，具有可编程的速率控制。 6、逻辑单元采用查找表（LUT）结构。 7、具有实现快速加法器和计数器的专用进位链和实现高速、多输入函数的专用级联链。

  12. § 3.6 EPC 配置器件 一、概述 Altera的FPGA器件正常工作时，它的配置数据存储在SRAM中。由于SRAM的易失性，每次加电时，配置数据都必须重新构造。 Altera的FPGA器件分两类配置方式：主动配置方式和被动配置方式。 主动配置方式由FPGA器件引导配置操作过程，它控制着外部存储器和初始化过程；而被动配置方式则由外部计算机或控制其控制配置过程。 在实验室中，常用计算机或控制器进行调试，因此可以使用被动配置方式。而实际系统中，一般采用被动配置方式。

  13. 二、常用的EPC配置器件 Altera提供了一系列用于和FLEX、APEX系列器件配套的EPC配置器件，供设计人员使用。

  14. 三、典型配置电路 单个EPC配置单个PLD器件

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