FPGA设计与VHDL实现- 习题及答案 王金明 ch02 器件.docx

第二章 FPGA/CPLD器件 简答题 PLA和PAL在结构上有什么区别？ 答：PLA的与阵列和或阵列都是可编程的；PAL的与阵列是可编程的，或阵列是固定的。 说明GAL和OLMC有什么特点，它怎样实现可编程组合电路和时序电路？ 答：GAL器件在与或阵列上沿用 PAL 的结构，即与阵列可编程，或阵列固定，但在输出结构上做了较大改进，设计了独特的输出逻辑宏单元 。OLMC 是一种灵活的、可编程的输出结构，GAL 作为第一种得到广泛应用的 PLD，其许多优点都源自 OLMC。 简述基于乘积项的可编辑逻辑器件的结构特点。 答：基于乘积项结构的PLD器件，其内部都包含一个或多个与或阵列。低密度的PLD（包括PROM、PLA、PAL、和GAL等）、EPLD以及绝大多数的CPLD器件（包括 Altera 的MAX7000、MAX3000A 系列、Xilinx 的XC9500系列和Lattice、Cypress的大部分CPLD产品)都是基于与或阵列结构的，这类器件一般采用EEPROM或Flash工艺制作，配置的数据掉电后不会丢失，器件的容量大多小于5000门的规模。 基于查找表的可编程逻辑结构的原理是什么？ 答：物理结构是静态存储器（SRAM)，N个输入项的逻辑西数可以由一个2N位容量的 SRAM 来实现，西数值存放在SRAM 中，SRAM 的地址线起输入线的作用，地址即输入变量值，SRAM 的输出为逻辑函数值，由连线开关实现与其他功能块的连接。 基于乘积项的基于查找表的结构各有什么优点？ 答：乘积项包含有可编程与阵列和固定的或阵列的PAL（可编程阵列逻辑）器件构成，容易实现自己需要的逻辑结构。查找表结构的功能非常强。N个输入的查找表可以实现任意N个输入 变量的组合逻辑函数。从理论上讲，只要能够增加输入信号线和扩大存储器容量，用查找表就可 以实现任意输入变量的逻辑函数。 CPLD和FPGA在结构上有什么明显的区别？各有什么特点？ 答：CPLD更适合完成各种算法和组合逻辑，FPGA更适合于完成时序逻辑；CPLD的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的，而FPGA的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性；在编程上FPGA比CPLD具有更大的灵活性；FPGA的集成度比CPLD高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现。 FPGA器件中的存储块有何作用？ 答：FPGA器件中的存储器块起到了重要的作用。它们是用于存储FPGA芯片中的数据和程序的。FPGA芯片的存储器块速度快，读操作的时间一般为3～4ns，写操作的时间大约为5ns，或更短。这些存储器块可以用于实现RAM、ROM或 FIFO等功能，非常灵活，为实现数字信号处理(DSP)、数据加密或数据压缩等复杂数字逻辑的设计提供了便利。 边界扫描技术有什么优点？ 答：1. 方便芯片的故障定位，迅速准确地测试两个芯片管脚的连接是否可靠，提高测试检验效率。2.具有JTAG接口的芯片，内置一些预先定义好的功能模式。通过边界扫描通道使芯片处于某个特定的功能模式，以提高系统控制的灵活性和方便系统设计。 说明JTAG接口有哪些功能？ 答：对芯片进行测试；实现多个器件串联在一起；用于实现ISP编程；对FLASH等器件进行编程；可对DSP芯片内部所有部件进行编程。