複雜可編程邏輯器件

複雜可編程邏輯器件（CPLD）

CPLD主要由邏輯塊、可編程互連通道和I/O塊三部分構成。

CPLD中的邏輯塊類似於一個小規模PLD，通常一個邏輯塊包含4～20個宏單元，每個宏單元一般由

乘積項陣列、乘積項分配和可編程寄存器構成。每個宏單元有多種配置方式，各宏單元也可級聯使用，因此可實現較複雜組合邏輯和時序邏輯功能。對集成度較高的CPLD，通常還提供了帶片內RAM/ROM的嵌入陣列塊。

可編程互連通道主要提供邏輯塊、宏單元、輸入/輸出引腳間的互連網路。輸入/輸出塊（I/O塊）提供內部邏輯到器件I/O引腳之間的介面。

邏輯規模較大的CPLD一般還內帶JTAG邊界掃描測試電路，可對已編程的高密度可編程邏輯器件做全面徹底的系統測試，此外也可通過JTAG介面進行在系統編程。

由於集成工藝、集成規模和製造廠家的不同，各種CPLD分區結構、邏輯單元等也有較大的差別。

（1）EPM7128S器件基本結構

EPM7128S器件主要由邏輯陣列塊LAB、宏單元、I/O控制塊和可編程互連陣列PIA構成。

在多陣列矩陣結構中，每個宏單元有一個可編程的與陣列和一個固定的或陣列，以及一個具有獨立可編程時鐘、時鐘使能、清除和置位功能的可配置觸發器。每16個宏單元組成一組，構成一個靈活的邏輯陣列模塊LAB。多個LAB通過可編程互連陣列PIA和全局匯流排相連。每個LAB還與相應的I/O控制模塊相連，以提供直接的輸入和輸出通道。

（2）EPM7128S宏單元結構

EPM7128S的每個宏單元能夠單獨配置為組合邏輯或時序邏輯工作方式。宏單元主要由邏輯陣列、乘積項選擇矩陣和可編程寄存器3部分組成。可編程寄存器根據邏輯需要，可以編程旁路，實現組合邏輯。如作為寄存器使用，則相應的可編程邏輯器件開發軟體將根據設計邏輯需要，選擇有效的寄存器工作方式，以使設計所用器件資源最少。

（1）XCR3064XL器件結構

XCR3064XL器件宏單元結構，由零功率互連陣列連接起來的功能塊及I/O單元構成，每個邏輯塊含16個宏單元。

ispLSI1032器件主要由全局布線區GRP、通用邏輯塊GLB、輸入/輸出單元IOC、輸出布線區ORP和時鐘分配網路CDN構成。

2.通用邏輯塊GLB

通用邏輯塊GLB主要用於實現邏輯功能，GLB主要由與陣列、乘積項共享陣列、4輸出邏輯宏單元和控制邏輯電路組成。

基於SRAM（靜態隨機存儲器）的可重配置PLD（可編程邏輯器件）的出現，為系統設計者動態改變運行電路中PLD的邏輯功能創造了條件。PLD使用SRAM單元來保存配置數據。這些配置數據決定了PLD內部的互連關係和邏輯功能，改變這些數據，也就改變了器件的邏輯功能。由於SRAM的數據是易失的，因此這些數據必須保存在PLD器件以外的EPROM、EEPROM或FLASH ROM等非易失存儲器內，以便使系統在適當的時候將其下載到PLD的SRAM單元中，從而實現在電路可重配置ICR（In-Circuit Reconfigurability）。