CPLD是一種用戶根據(jù)各自需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。其基本設(shè)計方法是借助集成開發(fā)軟件平臺,用原理圖、硬件描述語言等方法,生成相應(yīng)的目標文件,通過下載電纜(“在系統(tǒng)”編程)將代碼傳送到目標芯片中,實現(xiàn)設(shè)計的數(shù)字系統(tǒng)。
發(fā)展歷史及應(yīng)用領(lǐng)域:
20 世紀70年代,最早的可編程邏輯器件--PLD誕生了。其輸出結(jié)構(gòu)是可編程的邏輯宏單元,因為它的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計可由軟件完成(相當于房子蓋好后人工設(shè)計局 部室內(nèi)結(jié)構(gòu)),因而它的設(shè)計比純硬件的數(shù)字電路具有很強的靈活性,但其過于簡單的結(jié)構(gòu)也使它們只能實現(xiàn)規(guī)模較小的電路。為彌補PLD只能設(shè)計小規(guī)模電路這 一缺陷,20世紀80年代中期,推出了復(fù)雜可編程邏輯器件--CPLD。目前應(yīng)用已深入網(wǎng)絡(luò)、儀器儀表、汽車電子、數(shù)控機床、航天測控設(shè)備等方面。
CPLD的組成
CPLD由邏輯塊、可編程互連通道和I/O塊三部分構(gòu)成 。
cpld中邏輯塊的作用
在CPLD(Complex Programmable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件)中,邏輯塊是實現(xiàn)邏輯功能的核心模塊。它主要由可編程乘積項陣列(即與陣列)、乘積項分配、宏單元三部分組成。
邏輯塊的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
實現(xiàn)各種組合和時序邏輯功能:邏輯塊內(nèi)部的可編程乘積項陣列和宏單元使得CPLD能夠靈活地實現(xiàn)任何組合或時序邏輯函數(shù)。通過對邏輯塊進行編程,可以創(chuàng)建出各種復(fù)雜的邏輯電路。
連接與通信:邏輯塊不僅實現(xiàn)了內(nèi)部的邏輯功能,還負責與其他邏輯塊、I/O塊以及全局信號進行連接。這種連接是通過可編程內(nèi)部連線實現(xiàn)的,它使得各個模塊能夠協(xié)同工作,共同完成復(fù)雜的邏輯任務(wù)。
靈活性與可定制性:邏輯塊中的乘積項可以編程分配到不同的宏單元,大大提高了靈活性。這意味著用戶可以根據(jù)需要自定義邏輯塊的功能,以滿足不同的設(shè)計需求。
CPLD中邏輯塊的應(yīng)用場景
CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)中的邏輯塊具有廣泛的應(yīng)用場景,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
通信領(lǐng)域:在通信系統(tǒng)中,邏輯塊可以實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)模塊的功能,通過配置不同的調(diào)制算法,以滿足不同的通信標準。此外,邏輯塊還可以用于數(shù)據(jù)處理和時序控制等任務(wù),確保通信過程的穩(wěn)定性和準確性。
圖像處理:在圖像處理領(lǐng)域,邏輯塊可以參與實現(xiàn)各種圖像處理算法,如邊緣檢測、濾波和圖像壓縮等。它確保了圖像數(shù)據(jù)的正確傳輸和處理,為高質(zhì)量的圖像處理提供了支持。
工業(yè)自動化:在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中,邏輯塊常用于構(gòu)建控制器,以滿足實時性要求。同時,它還支持多種輸入輸出接口,如模擬輸入輸出、數(shù)字輸入輸出和串行通信接口等,為工業(yè)自動化提供了靈活且強大的控制能力。
儀器儀表:在儀器儀表領(lǐng)域,邏輯塊也發(fā)揮著重要作用。例如,在示波器的制造中,邏輯塊可用于其存儲系統(tǒng)與采集系統(tǒng)的設(shè)計方面,確保示波器的采集存儲邏輯電路功能正常運行,為儀器的精確測量提供了保障。
除此之外,邏輯塊還可以用于數(shù)字信號處理、計算機總線接口電路構(gòu)建、DMA和復(fù)雜中斷控制電路的實現(xiàn),以及邏輯電路的邏輯控制與規(guī)劃等場景。
審核編輯:黃飛
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