可編程邏輯器件
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-11
可編程邏輯器件的實例教程
按照編程工藝可以分為四類：
①熔絲（Fuse）和反熔絲（Antifuse）編程器件，
②可擦除的可編程只讀存儲器（UEPROM）編程器件，
③電信號可擦除的可編程只讀存儲器（EEPROM）編程器件（如：CPLD），④SRAM編程器件（如：FPGA）。
在工藝分類中，前3類為非易失性器件，編程后，配置數據保留在器件上；第4類為易失性器件，掉電后配置數據會丟失，因此在每次上電后需要重新進行數據配置。
可編程邏輯器件的發展歷史
可編程邏輯器件的發展可以劃分為4個階段，即從20世紀70年代初到70年代中為第1階段，20世紀70年代中到80年代中為第2階段，20世紀80年代到90年代末為第3階段，20世紀90年代末到目前為第4階段。
第1階段的可編程器件只有簡單的可編程只讀存儲器（PROM）、紫外線可擦除只讀存儲器（EPROM）和電可擦只讀存儲器（EEPROM）3種，由于結構的限制，它們只能完成簡單的數字邏輯功能。
第2階段出現了結構上稍微復雜的可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）器件，正式被稱為PLD，能夠完成各種邏輯運算功能。典型的PLD由“與”、“非”陣列組成，用“與或”表達式來實現任意組合邏輯，所以PLD能以乘積和形式完成大量的邏輯組合。
第3階段Xilinx和Altera分別推出了與標準門陣列類似的FPGA和類似于PAL結構的擴展性CPLD，提高了邏輯運算的速度，具有體系結構和邏輯單元靈活、集成度高以及適用范圍寬等特點，兼容了PLD和通用門陣列的優點，能夠實現超大規模的電路，編程方式也很靈活，成為產品原型設計和中小規模（一般小于10000）產品生產的首選。這一階段，CPLD、FPGA器件在制造工藝和產品性能都獲得長足的發展，達到了0.18 工藝和系數門數百萬門的規模。
展開 （3）異步時鐘
早期可編程器件只能實現同步時序電路，在CPLD器件中各觸發器的時鐘可以異步工作，有些器件中觸發器的時鐘還可以通過數據選擇器或時鐘網絡進行選擇。此外，OLMC內觸發器的異步清零和異步置位也可以用乘積項進行控制，因而使用更加靈活
2、可編程I/O單元（IOC）
CPLD的I/O單元（Input/Output Cell，IOC），是內部信號到I/O引腳的接口部分。根據器件和功能的不同，各種器件的結構也不相同。由于陣列型器件通常只有少數幾個專用輸入端，大部分端口均為I/O端，而且系統的輸入信號通常需要鎖存。因此I/O常作為一個獨立單元來處理。
3、可編程內部連線（PIA）
可編程內部連線的作用是在各邏輯宏單元之間以及邏輯宏單元和I/O單元之間提供互連網絡。各邏輯宏單元通過可編程連線陣列接收來自輸入端的信號，并將宏單元的信號送目的地。這種互連機制有很大的靈活性，它允許在不影響引腳分配的情況下改變內部的設計。
總結：二者最大的區別就是控制邏輯，PLC為固定邏輯器件（通過改變軟件實現功能），而PLD為可變邏輯器件（通過改變內部電路結構實現功能）。
另外，PLC一般用于弱點驅動強電的場合（自動化專業的朋友們一定很了解），例如大型機床的控制、機械手的控制。而PLD主要用于仿真電路等集成電路前期設計工作，與弱點類控制。
展開 除了英偉達，還有AMD，ARM家的Mali，Imagination的PowerVR，Qualcomm的Adreno等
FPGA：Field-Programmable Gate Array現場可編程門陣列
它在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。
全球知名的FPGA生產廠商有：Altera， Xilinx，Actel ， Lattice，Atmel
其中Altera作為世界老牌可編程邏輯器件的廠家，是可編程邏輯器件的發明者，開發軟件MAX+PLUSII和QuartusII。Xilinx是FPGA的發明者，擁有世界一半以上的市場，提供90%的高端65nmFPGA產品，開發軟件為ISE，其產品主要用于軍用和宇航。
Altera和Xilinx主要生產一般用途FPGA，其主要產品采用RAM工藝。Actel主要提供非易失性FPGA，產品主要基于反熔絲工藝和FLASH工藝。
02、基于FPGA的半定制化芯片
代表如深鑒科技DPU、百度XPU等
DPU：Deep-Learning Processing Unit深度學習處理器
Deephi Tech深鑒，一家位于北京的清華背景start-up，深鑒將其開發的基于FPGA的神經網絡處理器稱為DPU。
深鑒已經公開發布了兩款DPU：亞里士多德架構和笛卡爾架構，分別針對CNN以及DNN/RNN。
百度也發布了XPU，這是一款256核、基于FPGA的云計算加速芯片，合作伙伴是賽思靈(Xilinx)。XPU的目標是在性能和效率之間實現平衡，并處理多樣化的計算任務。
展開 這樣，同一機型的plc模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時，其統一的功能及編程方法也有利于技術力量的培訓、技術水平的提高和功能的開發；此外，由于其外部設備通用，資源可以共享，因此，配以上位計算機后即可把控制各獨立系統的多臺PLC聯成一個多級分布式控制系統，這樣便于相互通信，集中管理。
此文章從福州耐特電子科技有限公司官網轉載
因為這種錯誤是非語法上的，所以用編程軟件也不能檢查出錯誤之處。此錯誤一旦發生，自己有時還很難發現，直至上機調試運行時，所控設備不能運行或運行到某個位置停止不前，才察覺出來有問題，再對PLC程序逐條逐句查找分析，或采取對程序逐條逐句執行，費時費工。
那么究竟是什么問題易使我們犯下這種低級錯誤呢？
繼電器電氣控制的固有思維，在編制程序時，某個或幾個輸入點采用物理常閉觸點（如停止開關、行程限位開關），在程序中，仍延續繼電器電氣控制方式編制，即仍采用常閉接點作為導通條件使用。
下面用一個簡單的啟停與自鎖電路示例來說明，編制的不能運行的錯誤PLC程序如下：
PLC上電后，X000、X002常閉點就會斷開。即邏輯值為“0”Y0=(Y0+X001)×X000×X002從上面數字邏輯表達式可知，在按下啟動按鈕SB1后，X001的邏輯值為“1”，而Y0的邏輯值永遠不會變化，始終為“0”。原因是與PLC內部輸入電路有關，以下是PLC內部輸入等效電路:
正確的PLC程序如下：
PLC上電后，X000、X002常開點就會閉合。
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隨著技術的進步，該學科擴展到可編程邏輯器件和硬件描述語言。
總體而言，數字電子學提供了理解和設計現代數字系統所需的基本知識，使其成為追求電子學、通信和計算機工程職業的學生的一門核心學科。
適合人群
任何工程分支的初學者
隨著技術的進步，該學科擴展到可編程邏輯器件和硬件描述語言。
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? 核心部件采用大規模可編程邏輯器件，根據用戶需求修改功能，可在線編程、調試。
8. 高低溫控制系統（可選）
8.1 高溫系統
高溫爐采用目前世界上最先進的全纖維真空壓制爐膛，具有節能、美觀、使壽命長和安裝維修方便的特點；溫度控制系統采用人工智能控制、具有控溫精度高，性能穩定可靠等優點。
它是在PAL（可編程陣列邏輯）、GAL（通用陣列邏輯）等可編程器件的基礎上進一步發展的產物，是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。
復雜可編程邏輯器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）和現場可編程陣列（Field Programmable Gates Array，FPGA）最顯著的優勢在于開發周期短、投資風險小、產品上市快和硬件升級余地大等。
電機控制器采用TI的DSP(數字信號處理器)芯片TMS320配合Lattice的CPLD(復雜可編程邏輯器件)芯片LAMXO256C。
小三電模塊
元EV采用三合一的小三電集成方案，即車載充電機(OBC)、DC-DC、PDU集成在一個模塊內。
半定制邏輯器件經歷了可編程邏輯陣列PLA、可編程陣列邏輯PAL、通用陣列邏輯GAL、復雜可編程邏輯器件CPLD和現場可編程門陣列FPGA的發展過程。其趨勢是集成度和速度不斷提高，功能不斷增強，結構趨于更合理，使用變得更靈活和方便。
設計人員可以利用各種EDA工具和標準的CPLD和FPGA等，設計和自制用戶專用的大規模集成電路。
SME OEM 需要各種數量和類型的半導體器件，例如現場可編程門陣列 (FPGA)、電源管理 IC (PMIC)、傳感器、微控制器單元 (MCU)、可編程邏輯器件 (PLD)、模數轉換器、功率放大器和存儲芯片——適用于他們不同的工具。乘數效應適用于所有工具；一些例子包括：
一個典型的 FPGA 測試工具需要大約 80 個 FPGA 來構建。
EDA的核心功能包括數字系統的設計流程、印權刷電路板圖設計、可編程邏輯器件及設計方法、硬件描述語言VHDL、EDA開發工具等。當前，EDA已成為集成電路產業鏈的命脈，從芯片設計、晶圓制造、封裝測試，到電子產品的設計，都離不開EDA工具。
「 6.
FPGA最早是從專用集成電路發展而來的半定制化的可編程電路，是高端的CPLD (Complex Programmable Logic Device復雜可編程邏輯器件)。FPGA可以實現一個DSP, GPU甚至是CPU的功能，就像之前說的把柜員業務固化為ATM機操作流程一樣。但不是說FPGA可以代替CPU，這是設計目的上的大方向差異，反復強調。
