PLD設(shè)計(jì)工具

PLD(Programmable Logic Device)是一種由用戶根據(jù)需要而自行構(gòu)造邏輯功能的數(shù)字集成電路。目前主要有兩大類型：CPLD(Complex PLD)和FPGA(Field Programmable Gate Array)。它們的基本設(shè)計(jì)方法是借助于EDA軟件，用原理圖、狀態(tài)機(jī)、布爾表達(dá)式、硬件描述語(yǔ)言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，*后用編程器或下載電 纜，由目標(biāo)器件實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)PLD的廠家很多，但*有代表性的PLD廠家為ALTERA、Xilinx和Lattice公司。
PLD的開(kāi)發(fā)工具一般由器件生產(chǎn)廠家提供，但隨著器件規(guī)模的不斷增加，軟件的復(fù)雜性也隨之提高，目前由專門的軟件公司與器件生產(chǎn)廠家合作，推出功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件。
PLD(可 編程邏輯器件)是一種可以完全替代74系列及GAL、PLA的新型電路，只要有數(shù)字電路基礎(chǔ)，會(huì)使用計(jì)算機(jī)，就可以進(jìn)行PLD的開(kāi)發(fā)。PLD的在線編程能力和強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)軟件，使工程師可以在幾天，甚至幾分鐘內(nèi)就可完成以往幾周才能完成的工作，并可將數(shù)百萬(wàn)門的復(fù)雜設(shè)計(jì)集成在一顆芯片內(nèi)。PLD技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為電子工程師必備的技術(shù)。

PLD生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)工具：
1）ALTERA—20世紀(jì)90年代以后發(fā)展很快，后被英特爾收購(gòu)。主要產(chǎn)品有：MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其開(kāi)發(fā)工具—MAX+PLUS II是較成功的PLD開(kāi)發(fā)平臺(tái)，*新又推出了Quartus II開(kāi)發(fā)軟件。Altera公司提供較多形式的設(shè)計(jì)輸入手段，綁定第三方VHDL綜合工具，如：綜合軟件FPGA Express、Leonard Spectrum，仿真軟件ModelSim。

2）XILINX—FPGA的發(fā)  明   者。產(chǎn)品種類較全，主要有：XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列，其*大的 Vertex—II Pro器件已達(dá)到800萬(wàn)門。開(kāi)發(fā)軟件為Foundation和ISE。通常來(lái)說(shuō)，在歐洲用Xilinx的人多，在亞太地區(qū)用ALTERA的人多，在美國(guó)則是平分秋色。全球PLD/FPGA產(chǎn)品60%以上是由Altera和Xilinx提供的?？梢灾vAltera和Xilinx共同決定了PLD 技術(shù)的發(fā)展方向。

3）Lattice—Vantis Lattice是ISP（In—System Programmability）技術(shù)的發(fā)  明  者，ISP技術(shù)極大地促進(jìn)了PLD產(chǎn)品的發(fā)展，與ALTERA和XILINX相比，其開(kāi)發(fā)工具比Altera 和Xilinx略遜一籌。中小規(guī)模PLD比較有特色，大規(guī)模PLD的競(jìng)爭(zhēng)力還不夠強(qiáng)(Lattice沒(méi)有基于查找表技術(shù)的大規(guī)模FPGA)，1999年推出可編程模擬器件，1999年收購(gòu)Vantis(原AMD子公司)，成為第三大可編程邏輯器件供應(yīng)商。2001年12月收購(gòu)Agere公司(原 Lucent微電子部)的FPGA部門。主要產(chǎn)品有ispLSI2000/5000/8000，MACH4/5。

4）ACTEL—反熔絲(一次性燒寫)PLD的領(lǐng) 導(dǎo)   者，由于反熔絲PLD抗輻射、耐高低溫、功耗低、速度快，所以在**和宇航級(jí)上有較大優(yōu)勢(shì)。ALTERA和XILINX則一般不涉足**和宇航級(jí)市場(chǎng)。

5）Quicklogic—專業(yè)PLD/FPGA公司，以一次性反熔絲工藝為主，在中國(guó)地區(qū)銷售量不大。

6）Lucent—主要特點(diǎn)是有不少用于通訊領(lǐng)域的專用IP核，但PLD/FPGA不是Lucent的主要業(yè)務(wù)，在中國(guó)地區(qū)使用的人很少。

7）ATMEL—已被Microchip收購(gòu)，中小規(guī)模PLD做得不錯(cuò)。ATMEL早年也做了一些與Altera和Xilinx兼容的片子，但在品質(zhì)上與原廠家還是有一些差距，在高可靠性產(chǎn)品中使用較少，多用在低端產(chǎn)品上。

8）Clear Logic—生產(chǎn)與一些杰出PLD/FPGA大公司兼容的芯片，這種芯片可將用戶的設(shè)計(jì)一次性固化，不可編程，批量生產(chǎn)時(shí)的成本較低。

9）WSI—生產(chǎn)PSD(單片機(jī)可編程外圍芯片)產(chǎn)品。這是一種特殊的PLD，如*新的PSD8xx、PSD9xx集成了PLD、EPROM、Flash，并支持ISP(在線編程)，集成度高，主要用于配合單片機(jī)工作。

其它EDA軟件
1）VHDL語(yǔ)言超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言(VHSIC Hardware DeseriptionLanguagt，簡(jiǎn)稱VHDL)，是IEEE的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它源于美國(guó)國(guó)防部提出的超高速集成電路(Very High Speed Integrated Circuit，簡(jiǎn)稱VHSIC)計(jì)劃，是ASIC設(shè)計(jì)和PLD設(shè)計(jì)的一種主要輸入工具。
2）Veriolg HDL  是Verilog公司推出的硬件描述語(yǔ)言，在ASIC設(shè)計(jì)方面與VHDL語(yǔ)言平分秋色。
3）其它EDA軟件如專門用于微波電路設(shè)計(jì)和電力載波工具、PCB制作和工藝流程控制等領(lǐng)域的工具，在此就不作介紹了。

在文章結(jié)束即將結(jié)束前，再介紹一下Saber軟件！
Saber 是混合信號(hào)、混合技術(shù)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工具，在電力電子、數(shù)?；旌戏抡?、汽車電子及機(jī)電一體化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Saber軟件在技術(shù)、理論及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面保 持明顯優(yōu)勢(shì)，其大量的器件模型、先進(jìn)的仿真技術(shù)和精   確的建模工具為客戶提供了**的系統(tǒng)解決方案，在并在技術(shù)方面不斷地完善**。
Saber 的建模工具運(yùn)用廣泛，有可用于電源、機(jī)電、磁、熱、負(fù)載等各種建模工具。Saber也有獨(dú)特的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方法：“自頂向下”(Top- Down Design)設(shè)計(jì)與“自下而上”(Bottom-Up)仿真驗(yàn)證方法。在作了建模方法演示、混合技術(shù)設(shè)計(jì)方法演示、線纜設(shè)計(jì)(從電氣設(shè)計(jì)到線纜生產(chǎn))流 程演示后，Johnson演示了單故障模式仿真調(diào)試;關(guān)鍵參數(shù)與非關(guān)鍵參數(shù)的多故障模式仿真調(diào)試，顯示了Saber仿真器Testify的強(qiáng)大功能。
Saber的典型案例是航空器領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包含了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、液壓技術(shù)、燃油系統(tǒng)、娛樂(lè)系統(tǒng)、雷達(dá)無(wú)線技術(shù)等復(fù)雜的混合技術(shù)設(shè)計(jì)與仿真。從航空器、輪船、汽車到消費(fèi)電子、電源設(shè)計(jì)都可以通過(guò)Saber來(lái)完成。