13CoolRunner系列CPLD器件的结构.docx
- 文档编号:2455140
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:390.07KB
13CoolRunner系列CPLD器件的结构.docx
《13CoolRunner系列CPLD器件的结构.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《13CoolRunner系列CPLD器件的结构.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
13CoolRunner系列CPLD器件的结构
第1章XilinxCPLD系列产品
1.1简介
XilinxCPLD系列器件包括XC9500系列器件、CoolRunnerXPLA和CoolRunner-Ⅱ系列器件。
XilinxCPLD器件可使用Foundation或ISE开发软件进行开发设计,也可使用专门针对CPLD器件的Webpack开发软件进行设计。
1.1.1XC9500系列CPLD器件
Xilinx公司的CPLD器件被广泛地应用在通信系统、网络、计算机系统及控制系统等电子系统中。
XC9500系列CPLD器件的tPD最快达3.5ns,宏单元数达288个,可用门数达6400个,系统时钟可达到200MHz。
XC9500系列器件采用快闪存储技术(FastFLASH),与E2CMOS工艺相比,功耗明显降低。
XC9500系列产品均符合PCI总线规范;含JTAG测试接口电路,具有可测试性;具有在系统可编程(InSystemProgrammable,ISP)能力。
XC9500系列器件分XC95005V器件、XC9500XL3.3V器件和XC9500XV2.5V器件3种类型,XC9500系列可提供从最简单的PAL综合设计到最先进的实时硬件现场升级的全套解决方案。
表1-1~表1-3分别列出了XC9500、XC9500XL和XC9500XV系列器件的基本特征。
表1-4~表1-6则分别列出了XC9500、XC9500XL和XC9500XV器件的封装和I/O引脚数。
其中fCNT代表16位计数器操作频率,fsys表示一般目标系统设计中生成多重功能块所需的内部操作频率。
表1-1XC9500系列器件特征
系列器件
XC9536
XC9572
XC95108
XC95144
XC95216
XC95288
宏单元
36
72
108
144
216
288
可用门数
800
1600
2400
3200
4800
6400
寄存器
36
72
108
144
216
288
tPD/ns
5
7.5
7.5
7.5
10
15
tSU/ns
3.5
4.5
4.5
4.5
6.0
8.0
tCO/ns
4.0
4.5
4.5
4.5
6.0
8.0
tCNT/MHz
(1)
100
125
125
125
111.1
92.2
tSYS/MHz
(2)
100
83.3
83.3
83.3
66.7
56.6
表1-2XC9500XL系列器件特征
系列器件
XC9536XL
XC9572XL
XC95144XL
XC95288XL
宏单元
36
72
144
288
可用门数
800
1600
3200
6400
寄存器
36
72
144
288
续表
系列器件
XC9536XL
XC9572XL
XC95144XL
XC95288XL
tPD/ns
5
5
5
6
tSU/ns
3.7
3.7
3.7
4.0
tCO/ns
3.5
3.5
3.5
3.8
tSYS/MHz
178
178
178
208
表1-3XC9500XV系列器件特征
系列器件
XC9536XV
XC9572XV
XC95144XV
XC95288XV
宏单元
36
72
144
288
可用门数
800
1600
3200
6400
寄存器
36
72
144
288
tPD/ns
5
5
5
6
tSU/ns
3.5
3.5
3.5
4
tCO/ns
3.5
3.5
3.5
3.8
tSYS/MHz
222
222
222
208
输出扩展
1
1
2
4
表1-4XC9500CPLD封装及I/O引脚数
系列器件
XC9536
XC9572
XC95108
XC95144
XC95216
XC95288
44脚VQFP
34
44脚PLCC
34
34
48脚CSP
34
84脚PLCC
69
69
100脚TQFP
72
81
81
100脚PQFP
72
81
81
160脚PQFP
108
133
133
208HQFP
166
168
352脚BGA
166
192
表1-5XC9500XLCPLD封装及I/O引脚数
系列器件
XC9536XV
XC9572XV
XC95144XV
XC95288XV
44脚PLCC
34
34
64脚VQFP
52
100脚TQFP
72
81
144脚TQFP
117
117
208脚TQFP
72
48脚CSP
36
38
144脚CSP
117
256脚BGA
192
表1-6XC9500XVCPLD封装及I/O引脚数(不包括4个专用JTAG引脚)
系列器件
XC9536XL
XC9572XL
XC95144XL
XC95288XL
44脚PLCC
34
34
64脚VQFP
36
52
100脚TQFP
72
81
144脚TQFP
117
117
208脚TQFP
168
48脚CSP
36
38
144脚CSP
117
256脚BGA
192
XC9500系列产品采用第二代“支持ISP”的引脚锁定结构,它拥有一个54bit输入函数块,使用户可以在进行多种改变的同时保持输出引脚固定。
这个特点给设计带来了灵活性,如时钟完全受控。
既可以对每个宏单元作输出使能反转,也可对个别的乘积项时钟作使能反转。
XC9500XL和XC9500XV器件为低电压、低功耗的CPLD器件,使用XC9500XV器件可以比XC9500器件节省75%的功率,同时成本也大大降低。
低电压不仅具有最佳的系统性能,同时确保灵活性和布通率,可以很方便地设计出工作频率近200MHz的快速同步DRAM控制器以及与微处理器配合更紧密的接口。
与XC9500相比,XC9500XL和XC9500XV除具有速度优势外,性能也增强了许多。
它增加了用于动态噪声控制的输入滞后功能,还增加了一条支持改进的互连测试的JTAGQ钳位指令。
XC9500系列器件主要有以下几个特点。
(1)高密度:
XC9500系列器件内有36~288个宏单元(每个宏单元内有一个寄存器),800~6400个等效门,封装引脚44~352个。
(2)高性能:
XC9500系列器件所有信号都有相同的延时,而与其路径无关。
其引脚到引脚的传输时间tPD最快可达3.5ns,相应的计数器频率fCNT可达125MHz。
XC9500XLCPLD器件tPD最快可达4ns,相应的计数器频率fCNT可达200MHz。
(3)系统内编程:
所有XC9500系列器件均含有JTAG测试接口电路,具有5V或3.3V系统内编程(ISP)能力,且达到最小1万次编程/擦除次数。
系统内编程通过边界扫描测试引脚进行。
(4)快速闪存技术:
所有XC9500系列器件均采用先进的CMOS0.35μmFastFlash技术,比E2CMOS工艺功耗明显降低。
(5)5V和3.3V工作电压混合模式:
XC9500系列器件可在5V正常电压和3.3V的低电压条件下安全工作。
低电压器件XC9500XLCPLD具有比XC9500CPLD更高的性能,其输出电压为3.3V或2.5V,其I/O引脚可接受5V、3.3V和2.5V的电压输入。
这两种器件均可安全地工作在混合电压系统中。
XC9500XLCPLD器件的输出可作为XC9500CPLD器件的输入,而XC9500CPLD型器件的输出也可作为XC9500XLCPLD型器件的输入。
(6)保密和抗干扰:
XC9500器件包含先进的数据保密特性,它可以完整保护编程数据不被非法读取和擦除。
表1-7所示为4个不同的可用保密设置。
写入保密位提供附加的保护,防止用户偶然的摒除器件或重新编程。
除保密特性外,XC9500CPLD系列器件的每个I/O都有一个可编程输出摆率控制位,从而可减少系统噪声。
表1-7数据保密选择
读取保密
写入保密
默认
设置
默认
读取允许
编程/擦除允许
读取禁止
编程/擦除允许
设置
读取允许
编程/擦除允许
读取禁止
编程/擦除允许
(7)驱动负载能力强:
XC9500CPLD的每个输入/输出端口的负载电流可达24mA,与Lattice公司的CPLD相比,其负载能力更强,可直接驱动LED显示而无须附加驱动电路。
(8)增强引脚锁定功能:
XC9500系列器件的结构特性注重系统内编程的要求,增强的引脚锁定功能可以避免重做昂贵的印制电路板。
1.1.2CoolRunner系列CPLD器件
XilinxCoolRunner系列CPLD器件分CoolRunner-Ⅱ系列和CoolRunnerXPLA3系列器件。
1999年8月,Xilinx收购了Philips的CoolRunner生产线并开始提供XPLA(eXtendenProgrammableLogicArray,加强型可编程逻辑阵列)系列器件,如表1-8所示。
表1-8XPLA系列器件基本特性
器件类型
宏单元
tPD/ns
系统时钟/MHz
I/O引脚数
加强型
XPLA
XCR3032A(3V)
XCR5032A(5V)
32
6.0
111
32(PLCC44、VQFP44)
XCR3064A(3V)
XCR5064A(5V)
64
7.5
105
32(PLCC44、VQFP44)、
64(BGA56、VQFP100)
XCR3128A(3V)
XCR5128A(5V)
128
7.5
95
80(VQFP100)、96(TQFP128)
XPLA2
XCR3320A(3V)
320
7.5
100
112(TQFP160)、192(BGA256)
XCR3960A(3V)
960
7.5
100
384(BGA492)
XPLA3
XCR3032XL
32
5
200
32(VQFO44、CSP48)
XCR3064XL
64
6
167
32(VQFP44)、
44(CSP56)、64(VQFP100)
XCR3128XL
128
6
167
80(VQFP100)、
104(CSP144、VQFP144)
XCR3256XL
256
7.5
133
104(TQFP144)、
160(208PQFT、280CSP)
XCR3384XL
384
7.5
133
216(CSP280)
XPLA系列器件包括加强型器件、XPLA2器件和XPLA3器件,其显著特点是高速度和低功耗,特别适合应用于手持、移动等功耗要求较低的设备,如PDA、笔记本电脑、移动电话等。
表1-8列出了XPLA系列器件的基本特性。
下面以XPLA器件为例,说明XPLA系列器件的主要特点。
(1)高密度:
器件含有34~38
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 13 CoolRunner 系列 CPLD 器件 结构