主要的PLD厂商及其产品.ppt
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1、1,主要的PLD厂商,主要的PLD厂商,主要的PLD厂商:,主要的PLD厂商,1.Altera公司九十年代以后发展很快,是三大PLD供应商之一。早期有MAX 系列(第一代基于乘积项结构的 CPLD);后来有FLEX系列、APEX系列、ACEX系列;2002年推出Cyclone 系列(成本最低)、Stratix系列(高速、高密度);2004年推出Cyclone II系列、Stratix II系列,MAX II系列(第二代低成本MAX CPLD产品,采用新的查找表结构)Altera公司的PLD的特点:高性能高集成度高性价比器件延时可预测丰富的IP核、宏功能库,Altera、Xilinx 和 Lat
2、tice 是全球最大的三个PLD厂商,全球CPLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx提供的。,主要的PLD厂商,2.Xilinx(赛灵思)公司FPGA的发明者(Xilinx 公司于1985年首次推出FPGA),老牌PLD公司;三大PLD供应商之一;产品种类较全:FPGA:XC,Virtex,Spartan系列CPLD:CoolRunner,XC9500系列通常来说,在欧洲用Xilinx产品的人多,在日本和亚太地区用Altera产品的人多,在美国则是平分秋色。开发软件:Foundation早期的开发工具,逐步被ISE取代;ISEXilinx公司集成开发的工具;ISE Webp
3、ackXilinx提供的免费开发软件,功能比ISE少一些,可以从Xilinx网站下载;嵌入式开发套件(EDK)用于开发集成PowerPC硬核和MicroBlaze软核CPU的工具;System Generator for DSP配合Mathlab,在FPGA中完成数字信号处理的工具。,主要的PLD厂商,3.Lattice(莱迪思)公司ISP(In System Programmable)技术的发明者,ISP技术极大地促进了PLD产品的发展。三大PLD供应商之一;GAL器件最早由Lattice公司生产,于80年代初期推出。其PLD产品包括高密度PLD和低密度PLD。主要产品有ispLSI2000
4、/5000/8000,MACH4/5,ispMACH4000等。中小规模PLD比较有特色,不过其大规模PLD、FPGA的竞争力还不够强。1999年推出可编程模拟器件。开发工具比Altera和Xilinx略逊一筹。开发工具主要有ispDesignEXPERT、ispLEVER(后者2002年新推出)。,主要的PLD厂商,4.Actel公司是反熔丝(一次性烧写)PLD的领导者,1988年推出第一个反熔丝(antifuse)FPGA产品。由于反熔丝PLD抗辐射、耐高低温、功耗低、速度快,所以在军品和宇航级上有较大优势。Altera和Xilinx则一般不涉足军品和宇航级市场。是 FPGA的专业制造商。
5、其FPGA 产品被广泛应用于通讯、计算机、工业控制、军事、航空和其他电子系统。由于采用了独特的抗熔丝硅体系结构,其FPGA产品具有可靠性高、抗辐射强、能够在极端环境条件下使用等特点,因而被美国宇航局的太空船(spacecraft)、哈勃望远镜修复、火星探测器(Mars Explorer)、国际空间站(International space station)等项目所采用。结合了E2CMOS和ISP 技术,采用的是反熔丝开关,因此为OTP一次性编程器件。适于产品定型后的批量生产,便于保护知识产权。开发工具有Designer,Libro2.2。,Altera公司的系列产品,一、Altera器件系列简
6、介二、Altera器件的用户I/O引脚 和典型可用门三、Altera器件的命名方法四、MAX系列 五、Cyclone系列六、Cyclone系列七、Stratix系列八、Stratix系列九、Stratix GX系列,内容概要,Altera公司的系列产品,一、Altera器件系列简介,注1:2002年还推出Stratix GX系列,支持高速信号。注2:除MAX系列为CPLD外,其余均为FPGA。,Altera公司的系列产品,Altera公司的PLD产品 MAX系列 基于乘积项的结构,第一代CPLD(第二代MAX基于查找表)FLEX系列 基于查找表的结构,集CPLD和FPGA的优点于一身 APEX
7、系列(支持SOPC)系统级芯片,多核结构,集成度较高 ACEX系列 结构与FLEX10K系列器件类似,但工作电压和制作工艺不同 Cyclone系列(支持SOPC)2002年推出低成本FPGA Cyclone,2004年推出Cyclone Stratix系列(支持SOPC)2002年推出高速度、高密度FPGA Stratix,2004年推出Stratix,Altera公司的系列产品,HardCopy系列器件,业界最引人注目的结构化ASIC。在最终投片前,使用Stratix系列器件进行设计原型的开发和验证,然后将其无缝移植到全定制器件HardCopy中,无风险、低成本、周期短。关键特性:在系统和硅
8、片内大批量设计验证;FPGA原型至低成本、大批量结构化ASIC的全套移植;对FPGA原型的置入式替代;可采用Cadence、Mentor Graphics、Synopsys和Synplicity公司的标准综合、验证、时序分析和等价校验工具,并结合Altera的Quartus 软件进行设计;支持Nios 嵌入式处理器。,Altera公司的系列产品,二、Altera器件的用户I/O引脚和典型可用门,Altera公司的系列产品,三、Altera器件的命名方法,可用门数,以K为单位,1.FLEX系列 EPF10K250 FLEX 10K系列,有2501000个可用逻辑门 EPF6010 FLEX 60
9、00系列,有101000个可用逻辑门 2.MAX系列 EPM9320 MAX 9000系列,有320个可用宏单元 EPM7032 MAX 7000系列,有32个宏单元 EP610、EP910、EP1810 Classic系列*EPM240 MAX 系列,有240个逻辑单元 3.APEX系列 EP20K1500APEX 20K系列,有15001000个可用逻辑门*EP2A90 APEX II系列,约有901000个LE,宏单元数,逻辑单元数,Altera公司的系列产品,4.ACEX系列 EP1K30ACEX 1K系列,有301000个可用逻辑门-*5.Cyclone系列 EP1C20Cyclon
10、e系列,约有201000个LE EP2C70Cyclone 系列,约有701000个LE*6.Stratix系列 EP1S80Stratix系列,约有801000个LE EP2S180Stratix 系列,约有1801000个LE*7.Stratix GX系列 EP1SGX40GStratix GX系列,约有401000个LE,新产品的容量均用LE数来衡量!,Altera公司的系列产品,四、MAX系列,Altera公司的系列产品,MAX:The Lowest-Cost CPLD Ever0.18-m Flash TechnologyNew Logic ArchitectureLUT(Compa
11、re with MAXProduct Term)1/2 the Cost1/10 the Power Consumption2X the Performance4X the DensityNon-Volatile,Instant-On(瞬态启动)Supports 3.3-,2.5-&1.8-V Supply Voltages,Altera公司的系列产品,MAX Advantages,Altera公司的系列产品,Formula for Breakthrough,Altera公司的系列产品,MAX Device Family,Altera公司的系列产品,MAX Packaging&User I/O
12、 Pins,低成本封装:TQFP和FBGA每一种密度下的每一种封装具有优化的I/O引脚数引脚与MAX 7000或MAX 3000不兼容,Altera公司的系列产品,1.成本优化的架构 传统的CPLD架构基于宏单元的逻辑阵列块(LAB)和特定的全局布线矩阵(Global Routing)逻辑密度增加,布线区域呈指数增长MAX的CPLD架构基于LUT的LAB阵列和特定的多轨道连线(MultiTrack Interconnect)逻辑密度增加,布线区域呈线性增长,MAX 系列的主要特征,Altera公司的系列产品,MAX Architecture,Altera公司的系列产品,2.低功耗,Altera
13、公司的系列产品,MAX&MAX II Comparison,Altera公司的系列产品,3.高性能 MAX 7000系列工作频率可达151.5MHz,tPD=6nsMAX II工作频率可达300MHz,tPD=3.6ns4.用户Flash存储器(MAX系列没有)内嵌用户Flash存储器,容量8Kbit,用户可访问、可编程。用途替代串行EEPROM,存储修订版本号或序列号;替代通用小容量Flash,存储ASIC、ASSP、模拟器件、微处理器或微控制器的初始化数据。与用户Flash存储器的接口串行外设接口(SPI),并口,可编程逻辑例化的接口,Altera公司的系列产品,5.实时在系统可编程能力(
14、ISP)Flash配置块和可编程逻辑块分离,使得ISP成为可能,允许用户编程正在工作的器件;无须将设备断电,可快速进行现场产品升级。远程升级的步骤(1)通过一个确定的、或远程的连接,将编程比特流发送给应用系统,通过JTAG端口将数据下载到配置Flash存储器中并存储,此时用户Flash存储器、可编程逻辑和I/O管脚依然在工作状态,正常运行不受干扰;(2)新比特流可以立即更新可编程逻辑,或等到下一个上电循环当系统使用较少时再更新。,Altera公司的系列产品,6.灵活的多电压MultiVolt内核允许器件在1.8V、2.5V或3.3V电源电压环境下工作:对应1.8V、2.5V或3.3V电源电压,
15、有两个器件系列,设计者可根据电路板的电源电压选择不同的器件系列,从而减少电源电压的种类数量,简化板级设计;支持Altera的多电压I/O接口特性:允许和其它器件保持1.5V、1.8V、2.5V或3.3V逻辑级的无缝连接。因为MAX II器件内部有两个或4个I/O区,每个I/O区可采用独立的VCCIO供电。,Altera公司的系列产品,7.JTAG翻译器 MAX II具有被称为JTAG翻译器的功能:允许通过MAX II器件执行定制的JTAG指令,配置单板上不兼容JTAG协议的器件(如标准Flash器件);可作为Flash下载器使用8.I/O能力MAX II 的I/O能力加强了易用性和系统集成能力
16、:支持多种I/O标准(见基于FPGA的嵌入式系统设计P16表1.5);支持热插拔(见书P16表1.6);快速I/O连接;多个I/O区,每个I/O区支持一个独立的I/O标准,与其他器件保持多个电压级别的无缝连接。,Altera公司的系列产品,五、Cyclone系列,Altera公司的系列产品,1.概述有史以来成本最低的FPGA;比以前的低成本FPGA性能优越57%;采用成本优化的全铜SRAM工艺,工艺线宽0.13m;电源电压1.5V;支持热插拔;完全支持3.3V单端I/O标准;完全符合3.3V PCI规范2.2版本;2,91020,060个逻辑单元(EP1C3 EP1C20);59,904 29
17、4,912bit的嵌入RAM;封装形式多种:144-Pin TQFP,400-Pin FBGA;EP1C20最大用户I/O引脚数为301。,低成本!,Altera公司的系列产品,Note:All Densities Will be Offered in All Speed Grades(-6,-7,-8),(1)250K Units in 2004,(2)50K Units for End 2003,Prices Startingat$4,Cyclone Family Overview,这里C指Cyclone系列,C后面的数字代表逻辑单元数,以K为单位。,Altera公司的系列产品,Cyclo
18、ne Package Offerings&User I/O Pins,100-PinTQFP*0.5 mm16 x 1665,DeviceEP1C3EP1C4EP1C6EP1C12EP1C20,Denotes Vertical Migration,324-Pin FBGA*1.0 mm19 x 19249249233,240-Pin PQFP*0.5 mm34.6 x 34.6185173,144-PinTQFP*0.5 mm22 x 2210498,400-Pin FBGA*1.0 mm21 x 21301301,256-Pin FBGA*1.0 mm17 x 17185185,*TQFP=
19、Thin Plastic Quad Flat Pack纤薄四方扁平封装*PQFP=Plastic Quad Flat Pack 塑料四方扁平封装*FBGA=Fineline BGA 细线球体栅格阵列封装,Altera公司的系列产品,Half the Price of Competition,ProASIC Devices,Spartan-IIEDevices,Relative Die SizeDensity(LEs)PriceConfiguration,CycloneDevices,ispXPDevices,1.05,980$8.95Optional,2.16,144$17.95Optiona
20、l,N/A6,100$35.00Embedded,N/A7,056$125.00Embedded,ProductFeatures,PLUS,(1)Competitors Pricing Obtained from(or Based on)Product Press Releases on Devices Shipping Today,(1),EP1C6,Altera公司的系列产品,Complete Low-Cost Solution,Configuration Device,New Low-Cost Serial Configuration Device FamilySignificantly
21、 Reduces Overall Solution Cost,Relative Cost,VolumePricing of$1 to$3,Previous Altera Solutions,CycloneSolution,65%Total Cost Reduction,1.75,1.50,1.25,1.00,0.75,0.50,0.25,0,FPGA,Altera公司的系列产品,EP1C20 Device Floorplan,EP1C20,Phase-Locked Loops(PLLs),Logic Array,M4K RAM Block,Bottom IOEs:LVDS&DDR,Top IO
22、Es:LVDS&DDR,Side IOEs:LVDS,DDR&PCI,Side I/O Elements(IOEs):LVDS,DDR&PCI,(1),(2),(3),(4),Altera公司的系列产品,2.嵌入式存储资源由1列或2列M4K存储器块组成。M4K块可以用来实现软乘法器,以满足图像处理、音频处理和消费类电子产品的需要;软乘法器可以根据数据位宽、系数位宽来定制,并根据需要选择精度。,Altera公司的系列产品,M4K Embedded Memory Blocks,Type:M4K RAM BlockApplications:Header Storage,Channelized Fun
23、ctions,Packet ProcessingSize:4,608 Bits(Includes Parity Bits),Features,200-MHz Performance Fully Synchronous True Dual-Port Mode Simple Dual-Port Mode Mixed-Clock Mode Mixed-Width Mode Shift Register Mode Read-Only Mode Byte Enables Initialization Support,ReadPort(A),Write Port(B),4Kx1,2Kx2,1Kx4,512
24、x8,256x16,128x32,512x9,4Kx12Kx21Kx4512x8256x16128x32512x9256x18128x36,256x18,128x36,Supported in Simple&True Dual-Port Mode Supported Only in Simple Dual-Port Mode,Mixed-Width Configurations,Altera公司的系列产品,3.专用外部存储接口电路支持与DDR SDRAM、FCRAM以及SDR SDRAM器件的快速、可靠数据交换,最高速率可达266Mbps。133-MHz Interface Supported
25、 in Top&Bottom I/O BanksLimited Support in Left(1)&Right I/O BanksUp to Two Independent Groups per BankEach Supporting 8-Bit Wide Data Bus,Device Bottom Edge,DQS Signal Pin,Associated DQ Signal Pins,Altera公司的系列产品,4.支持的接口及协议支持多种串行总线和网络接口、通信协议,并提供有IP核PCI总线支持66MHz,32-bit PCI 标准SDRAM和FCRAM接口10/100Mbps及千
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