数字密码锁ISP器件VHDL编程EDA技术 第6页

在现在和未来，EDA技术主要应用于下面几个方面：1．高校电子类专业的实践教学中，如实验教学、课程设计、毕业设计、设计竞赛等均可借助凹ID／5PGA器件，既使实验设备或设计出的电子系统具有高可靠性，又经济、快速、容易实现、修改便利，同时可大大提高学生的实践动手能力、创新能力和计算机应用能力。2．科研和新产品开发中，0)U)／5PGA可直接应用于小批量产品的芯片或作为大批量产品的芯片前期开发。传统机电产品的升级换代和技术改造，0)U)／5PGA的应用可提高传统产品的性能，缩小体积，提高技术含量和产品的附加值

CPLD技术介绍和应用

2.1 Lattice公司CPLD器件系列

Lattice公司始建于1983年，是最早推出PLD的公司之一，GAL器件是其成功推出并得到广泛应用的PLD产品。二十世纪八十年代末，Lattice公司提出了在系统可编程的概念，并首次推出了CPLD器件，其后，将ISP与其拥有的先进的EECMOS技术相结合，推出了一系列具有ISP功能的CPLD器件，使CPLD器件的应用领域又有了巨大的扩展。所谓ISP技术，就是不用从系统上取下PLD芯片，就可进行编程的技术。ISP技术大大缩短了新产品研制周期，降低了开发风险和成本。因而推出后得到了广泛的应用，几乎成了CPLD的标准。

Lattice公司的CPLD器件主要有ispLSI系列、ispMACH系列。

下面主要介绍常用的ispLSI/MACH系列。

ispLSI系列是Lattice公司于二十世纪九十年代以来推出的，集成度1000门至60000门，引脚到引脚之间（Pin TO Pin）延时最小3ns，工作速度可达300MHz，支持ISP和JTAG边界扫描测试功能，适宜于通信设备、计算机、DSP系统和仪器仪表中应用；ispLSI/MACH速度更快，可达400MHz。

ispLSI系列主要有优个系列，分别适用于不同场合，前三个系列是基本型，后三个系列是1996年后推出的新产品。

（1）ispLSI1000系列

ispLSI1000系列又包括ispLSI1000/1000E/EA等品种，属于通用器件，集成度2000门至8000门，引脚到引脚之间的延时不大于7.5ns，集成度较低，速度较慢，但价格便宜，如ispLSI1032E是目前市面上最便宜的CPLD器件之一，因而在一般的数字系统中使用多，如网卡、高速编程器、游戏机、测试仪器仪表中均有应用。ispLSI1000是基本型，ispLSI1000E是ispLSI1000的增强型（Enhanced)。

（2）ispLSI2000系列

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ispLSI2000系列又包括ispLSI2000/2000A/2000E/2000V/2000VL/2000VE等品种，属于高速型器件，集成度与ispLSI1000系列大体相当，引脚到引脚之间延时最小3ns，适用于速度要求高、需要较多I/O引脚的电路中使用，如移动通信、高速路由器等。

（3）ispLSI3000系列

ispLSI3000系列是第一个上万门的ispLSI系列产品，采用双GLB，集成度可达2万门，可单片集成系统逻辑、DSP功能及编码压缩电路。适用于集成度要求较高的场合。

以上系列工作电压为5V，引脚输入/输出电压为5V。

（4）ispLSI5000系列

ispLSI5000系列又包括ispLSI5000V/5000VA等品种，其整体结构与ispLSI3000系列相类似，但GLB和宏单元结构有了大的差异，属于多I/O口宽乘积项型器件，集成度10000门至25000门，引脚到引脚之间的延时大约5ns，集成度较高，工作速度可达200MHz，适用于宽总线（32位或64位）的数字系统中使用，如快速计数器、状态机和地址译码器等。ispLSI5000V系列工作电压3.3V，但其引脚能够兼容5V、3.3V、2.5V等多种电压标准。

（5）ispLSI6000系列

ispLSI6000系列的GLB与ispLSI3000系列相同，但整体结构中包含了FIFO或RAM功能，是FIFO或RAM存储模块与可编程逻辑相结合的产物，集成度可达25000门。

（6）ispLSI8000系列

ispLSI8000系列又包括ispLSI8000/8000V等品种，是在ispLSI5000V系列的基础上，更新整体结构而来的，属于高密度型器件，集成度可达60000门，引脚到引脚之间的延时大约5ns，集成度最高，工作速度可达200MHz，适用于较复杂的数字系统中应用。如外围控制器、运算协处理器等。

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（7）ispMACH4000系列

ispMACH4000系列外观如图2.1，又包括ispLSI4000/4000B/4000C/4000V/4000Z等品种，主要是供电电压不同，ispMACH4000V、ispMACH4000B 和 ispMACH4000C器件系列供电电压分别为3.3V、2.5V 和 1.8V，莱迪思公司还基于ispMACH4000的器件结构开发出了业界最低静态功耗的 CPLD 系列－ispMACH4000Z。

ispMACH 4000 系列产品提供 SuperFAST （400MHz，超快）的 CPLD 解决方案。ispMACH 4000V 和 ispMACH 4000Z 均支持车用温度范围：-40 至 130°C （Tj） 。ispMACH 4000 系列支持介于 3.3V 和 1.8V 之间的 I/O 标准，既有业界领先的速度性能，又能提供最低的动态功耗。

ispMACH 4000V/B/C 系列器件的宏单元个数从 32 到 512 不等，ispMACH 4000Z 的宏单元数为 32 到 256。ispMACH 系列提供 44 到 256 引脚/球、具有多种密度 I/O 组合的 TQFP、fpBGA 和 caBGA 封装。

（8）ispLSI5000VE/ispMACH5000系列

ispLSI5000VE是后来设计的新产品, Lattice公司推荐用于替代ispLSI3000/5000V/5000VA。

ispLSI5000VE整体结构与ispLSI3000系列相类，但GLB和宏单元结构有了大的差异，属于多I/O口宽乘积项型器件，引脚到引脚之间延时大约5ns，集成度最大1024个宏单元，工作速度可达180MHz，适用于宽总线（32位或64位）的数字系统中使用，如快速计数器、状态机和地址译码器等。ispMACH 5000B系列速度更快，可达275MHz，集成度最大512个宏单元。

ispLSI/ispMACH 5000 系列器件的可编程结构为各种复杂的逻辑应用系统提供了业界领先的系统性能。器件的每个逻辑块拥有 68 个输入，可以在单级逻辑上轻松实现包括 64 位应用系统的复杂逻辑功能，而用传统的 CPLD 器件却需要两层或更多的逻辑层才能实现相同的功能，因为它们的逻辑块输入只相

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