概览

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• EDA - Electronic Design Automation 电子设计自动化
• SOC - System on Chip 系统级芯片
• ASIC - Application Specific IC 专用集成电路
• HLS - High Level Sythesis 高级综合
• PAL - Programmable Array Logic 可编程阵列逻辑
• GAL - Generic Array Logic 通用阵列逻辑
• PLD - Promgrammable Logic Device 可编程逻辑器件
• CPLD - Complex PLD 复杂可编程逻辑器件
• FPGA - Field Programmable Gate Array 可编程门阵列
• HDL - Hardware Description Language 硬件描述语言
• VHDL - Very high speed ic HDL VHSIC硬件描述语言
• LMC - Logic Macro Cell 可编程逻辑宏单元
• OLMC - Output LMC 输出逻辑宏单元
• CLB - Configurable Logic Block 可配置逻辑块
• IOB - I/O Block 可编程输入输出单元
• LAB - Logic Array Block 逻辑阵列块
• PLL - Phase Locked Loop 锁相环

解释

PLD 是可通过编程实现不同逻辑功能的器件。我们可以利用 EDA 工具来编程，编程完后有一定功能的器件称为 ASIC.

PLD 器件按照复杂度分为

• SPLD（Simple PLD）
  • PROM
  • PLA
  • PAL
  • GAL
• HCPLD（High Capacity PLD）
  • CPLD
  • FPGA

各种 PLD 的特点如下：

Product	Features	原理
PROM（Programmable Read-Only Memory）	Fuse Program	OR programmable
PLA（Programmable Logic Array）	Fuse Program	And/OR programmable
PAL（Programmable Array Logic）	CMOS technology	AND programmable
GAL（Generic Array Logic）	Multi-times Programming	AND programmable
FPGA	LUT technology	Look－up Table
EPLD	Erasable
CPLD	ISP technology	Product－term

PROM

PROM 的原理见下图，本质上就是数电中的和式，只能改变或门的输入。设输入是 $N$ bits，输出是 $M$ bits，那么 ROM 一共有 $2^N \cdot M$ bits

PLA

PROM 中通过 Decoder 列出了输入所有可能的组合，有时候只需要某些输入组合，所以就要 PLA。显然 PLA 能表示的逻辑组合不多余 PROM，但它的结构比较简单。

PAL

PAL 就是将 PLA 中的或门固定，只能改变与门。

CPLA

CPLA 就是将多个 PAL-like Block 集成到一起来实现更复杂的功能

FPGA

与上面用与或门的实现方式不同，FPGA 使用 LUT（Look-up table）作为器件单元。一个简单的 LUT 示例如下，它有三个 MUX（选择器），外部输入作为选择端，我们通过配置选择器的输入来实现不同逻辑功能。

选择器的输入存储在 storage cell 中，有 $N$ 个外部输入，就要有 $2^N$ 个存储器。