完整版CPLD选型.docx

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完整版CPLD选型

经过几十年的发展，全球各大开发商和供货商都开发出了多种可编程逻辑器件.比较典型的就是Xilinx公司的FPGA器件和Altera公司的CPLD器件系列，他们开发较早，占有大部分市场?

在欧洲用Xilinx的人多，而Altera公司占有日本和亚太地区的大部分市场，在美国则是平分秋色。

以上两家公司占有了全球60%以上的市场份额，他们共同决定了PLD技术的发展方向。

Lattice公司在1999年收购了Vantis，成为第三大PLD供应商。

其它供货商还有Actel，Quicklogic，Lucent等等，下面作一简要介绍:

Altera公司是90年代以后发展最快、最大的可编程逻辑器件供应商之一。

主要产品有:

MAX3000/7000，FLEX10K，APEX20K，ACEX1K，Stratix，Cyclone等；开发软件为MaxplusⅡ和QuartusⅡ。

其中MaxplusⅡ是公认的最成功的PLD开发平台之一，配合使用Altera公司提供的免费OEMHDL综合工具可以达到最高的效率。

公司提供免费试用版或演示版（当然商业版大都要收费的），可以免费从其公司网站上下载MaxplusⅡ（BASELINE版或学生版），或向其代理商索取该软件，然后再从其专业网站上申请注册文件license进行注册以后便可使用。

这套软件能够满足一般学习和简单开发的要求?

Xilinx公司是FPGA的发明者，也是全球最大的可编程逻辑器件的供应商之一。

产品种类较全，主要有:

XC9500/4000，Coolrunner（XPLA3），Spartan，Virtex等；开发软件为Foundation和ISE。

ISE（IntegratedSystemConfiguration）提供从设计输入、仿真、编译、布局布线和下载的全程功能，其最新版本为6.1版，支持Xilinx公司推出的所有最新的FPGA器件，如Virtex-ⅡPro，Virtex-Ⅱ，Spartan-ⅡE和coolrunner-Ⅱ。

该公司推出免费软件:

WEBPACK。

同样也需要在其专业网站上申请授权文件进行注册才能使用。

近年来，Xilinx在其FPGA里固化了各种硬核，如存储器，时钟管理和算术功能，其最新的成果是在FPGA里集成了硬CPUcore和高速串行I/Ocore，具有通过Internet重配置逻辑的功能。

Lattice是ISP技术的发明者，ISP技术极大的促进了PLD产品的发展。

与上两家公司相比，其开发工具略逊一筹。

中小规模的可编程逻辑器件较有特色。

1999年推出可编程模拟器件，同年收购了Vantis（原AMD子公司），成为第三大可编程逻辑器件供应商。

于2001收购Agere公司（原Lucent微电子部）的FPGA部门。

主要产品有ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5，ispMACH4000等。

AlteraCPLD

 Altera公司作为全球最大的可编程逻辑器件供应商之一，可提供MAX7000S（E）、MAX7000A（AE）、MAX7000B、FLEX6000A、FLEX10KA、FLEX10KE等系列产品。

这些产品可用于组合逻辑、时序、算法、双端口RAM、FIFO的设计。

在加ALTERA公司的MAX+pulsII9.62开发软件集设计输入、处理、校验和器件编程于一体，集成度高，开发周期短。

EPM7000系列CPLD器件的性能特点

•以第二代多阵列矩阵（MAX）结构为基础，是一种高性能CMOSEEPROM器件；

•通过JTAG接口可实现在线编程（ISP）；

•逻辑密度为600～5000个可用编程门电路，128个宏单元；

•引脚到引脚的逻辑延时为5.0ns，计数器工作频率可达到178MHz；

•有集电极开路选择，可编程宏单元触发器；

•具有专有的清除、时钟、输出使能控制；

•包括一个可编程的程序加密位，全面保护专利设计。

Altera公司主流芯片选型指导

MAX+PLUSII普遍认为MaxplusII曾经是最优秀的PLD开发平台之一，适合开发早期的中小规模PLD/FPGA,目前已经由QuartusII替代，不再推荐使用QuartusIIAltera新一代FPGA/PLD开发软件，适合新器件和大规模FPGA的开发，已经取代MaxplusII。

SOPCBuilder:

配合QuartusII，可以完成集成CPU的FPGA芯片的开发工作DSPBuilder:

QuartusII与Mathlab的接口，利用IP核在Mathlab中快速完成数字信号处理的仿真和最终FPGA实现软件下载目前有两种免费软件可以下载：

1.MaxplusIIBaseline版，支持30,000门以下所有设计,支持原理图,AHDL语言，支持波形仿真,时间分析,编程下载.约40M,目前已经不推荐使用，建议使用QuartusIIWeb版2.QuartusIIWeb版免费下载支持Altera绝大多数器件设计,支持原理图,HDL语言，支持波形仿真,时间分析,编程下载，和全版本的功能相差不大QuartusIIWeb版License申请  任何用户都可以用网卡号申请5个月的免费license，到期后可以继续申请IP库介绍主流芯片选型指导：

1.主流PLD产品：

MAXII：

新一代PLD器件，0.18umfalsh工艺，2004年底推出，采用FPGA结构,配置芯片集成在内部，和普通PLD一样上电即可工作。

容量比上一代大大增加，内部集成一片8Kbits串行EEPROM，增加很多功能。

MAXII采用2.5v或者3.3v内核电压，MAXIIG系列采用1.8v内核电压。

本站对该芯片评级：

    购买难易程度：

简评：

性价比不错，未来几年主流器件，推荐使用，不过MAXII容量较大，对于只需要几十个逻辑单元的简单逻辑应用，建议使用小容量的EPM3000A系列芯片

MAXII器件家族

FeatureEPM240/GEPM570/GEPM1270/GEPM2210/G

逻辑单元（LE）2405701,2702,210

等效宏单元（Macrocell）1924409801,700

最大用户IO80160212272

内置Flash大小（bit）8K8K8K8K

管脚到管脚延时（ns）3.6-4.53.6-5.53.6-6.03.6-6.5

2.主流FPGA产品Altera的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Cyclone，CycloneII；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Startix，StratixII等，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。

在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。

•Cyclone（飓风）：

Altera中等规模FPGA，2003年推出，0.13um工艺,1.5v内核供电，与Stratix结构类似，是一种低成本FPGA系列，是目前主流产品，其配置芯片也改用全新的产品。

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简评：

Altera最成功的器件之一，性价比不错，是一种适合中低端应用的通用FPGA，推荐使用

Cyclone资料下载

型号（1.5V）逻辑单元锁相环M4KRAM块备注

EP1C32,910113每块RAM为4Kbit，可以另加1位奇偶校验位

EP1C44,000217

EP1C65,980220

EP1C1212,060252

EP1C2020,060264

•CycloneII：

Cyclone的下一代产品，2005年开始推出，90nm工艺，1.2v内核供电，属于低成本FPGA，性能和Cyclone相当，提供了硬件乘法器单元

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简评：

刚刚推出的新一代低成本FPGA，目前市场零售还不容易买到，估计从2005年年底开始，将逐步取代Cyclone器件，成为Altera在中低FPGA市场中的主力产品。

CycloneII资料下载

CycloneII系列概览

特性  EP2C5  EP2C8  EP2C20  EP2C35  EP2C50  EP2C70

逻辑单元（LE）  4,608  8,256  18,752  33,216  50,528  68,416

M4KRAM块  26  36  52  105  129  250

RAM总量  119,808  165,888  239,616  483,840  594,432  1,152,000

嵌入式18×18乘法器  13  18  26  35  86  150

锁相环（PLL）  2  2  4  4  4  4

最大可用I/O管脚  142  182  315  475  450  622

•Stratix：

altera大规模高端FPGA,2002年中期推出，0.13um工艺，1.5v内核供电。

集成硬件乘加器,芯片内部结构比Altera以前的产品有很大变化。

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简评：

Startix芯片在2002年的推出，改变了Altera在FPGA市场上的被动局面。

该芯片适合高端应用。

随着2005年新一代StratixII器件的推出，将被StratixII逐渐取代Stratix资料下载

1.5v逻辑单元LE512bitRAM块

4KbitRAM块

512KMegaRAM块

DSP块

备注

EP1S1010570946016每个DSP块可实现4个9x9乘法/累加器

RAM块可以另加奇偶校验位

EP1S201846019482210

EP1S2525660224138210

EP1S3032470295171412

EP1S4041250384183414

EP1S6057120574292618

EP1S8079040767364922

EP1S12011414011185201228

•StratixII:

Stratix的下一代产品，2004年中期推出，90um工艺，1.2v内核供电，大容量高性能FPGA

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    购买难易程度：

    简评：

性能超越Stratix,是未来几年中，Altera在高端FPGA市场中的主力产品StratixII资料下载4.FPGA配置芯片配置EEPROM  用于配置SRAM工艺FPGA的EEPROM，EPC2以上的芯片可以用电缆多次擦写

型号容量适用型号（详细内容请参阅数据手册）电压常用封装

EPC1441（不可擦写）441Kbits6K,10K10-10K30，1K103.3/5v自动选择（可在软件中设定）8脚DIP

EPC1（不可擦写）1Mbits10K30E/1K30，10K/1K50,更大芯片要多片级连3.3/5v自动选择（可在软件中设定）8脚DIP

EPC2（可重复擦写）2Mbits10K/1K/20K100以下，更大芯片要多片级连3.3/5v管脚控制（请查阅