CPLD,全称是Complex Programmable Logic Device,即复杂可编程逻辑器件,是一种新型的可编程逻辑器件。它在FPGA(Field Programmable Gate Array)与PAL(Programmable Array Logic)之间,拥有逻辑密度高、搭建速度快、易于设计、可靠性高等优点,因此在数字电路设计领域得到了广泛的应用。
CPLD可以被重新编程以实现所需要的电路,具有灵活性、可重配置性,通常由可编程逻辑元件(PLD)和存储器组合而成。
CPLD的工艺与FPGA类似,都属于可编程电子器件领域。CPLD的工艺主要可以分为两种:CMOS和Bipolar。
CMOS工艺是指利用互补金属氧化物半导体技术制造器件。CMOS工艺的器件具有低功耗、高性能等特点。但是CMOS工艺对温度、电压很敏感,不适用于高温、高电压的环境。
Bipolar工艺是指利用双极器件制造器件。Bipolar工艺的器件性能稳定,但是功耗较大,且集成度不高。随着技术的不断发展,CMOS工艺逐渐代替了Bipolar工艺,成为了CPLD的主要制造工艺。
CPLD的设计流程可以分为以下几个步骤:
步骤一:确定逻辑功能
在数字电路设计中,首先要确定需要实现的逻辑功能,包括输入输出信号的个数、逻辑门种类及其数量等。此步骤需要根据不同的需求进行设计。
步骤二:生成逻辑电路图
根据逻辑功能,生成逻辑电路图。可以使用EDA工具,如Altera、Xilinx等,自动生成电路图。
步骤三:进行器件选型
根据所生成的逻辑电路图,进行器件选型。不同的逻辑器件具有不同的特点,需要根据需求进行选择。
步骤四:进行编程与实现
将所选的器件进行编程,并通过编程器将编程后的文件下载到CPLD器件中。这一步会进行一系列的检测和验证,确保程序能够正确的实现。
CPLD具有灵活性和可重配置性,广泛应用于数字电路设计、汽车电子、通信网络等领域。
在数字电路设计领域,CPLD可用于控制逻辑、数据选择、分频、显示控制、通道选择、输入输出控制等方面。
在汽车电子领域,CPLD可用于中央门锁控制、显示器控制、仪表台控制、方向盘控制等。
在通信网络领域,CPLD可用于路由器的交换机中,实现数据分组交换和缓冲区随机访问等功能,提高网络性能。