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应用说明
R
XCR5128C ： 128宏单元
CPLD具有增强的时钟
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14*
DS042 （ V1.3 ） 2000年10月9日
产品speci fi cation
特点
业界首款TotalCMOS PLD - 无论是CMOS设计
和工艺技术
快速零功率（ FZP ）设计技术规定
超低功耗以及超高速
5V ，在系统可编程（ ISP）使用JTAG
接口
- 片超高压代
- ISP命令包括：启动，擦除，编程，
VERIFY
- 支持多个ISP编程平台
- 四个引脚的JTAG接口（ TCK ， TMS ， TDI ， TDO ）
- JTAG命令包括：旁路， IDCODE
7.5 ns的高速引脚对引脚延迟
小于100的超低静态功耗
A
100％的可路由100 ％的利用率，而所有的引脚和
所有的宏单元都是固定的
确定性的时序模型是非常简单的
利用
多达20个时钟可
支持复杂的异步时钟。
创新XPLA 架构结合了高速
极端的灵活性
1000擦除/编程周期保证
20年数据保留保证
逻辑扩展到37项产品
符合PCI标准
先进的0.5
E
2
CMOS工艺
安全位可以防止未经授权的访问
采用工业标准设计输入和验证
和Xilinx CAE工具
可重新编程的使用行业标准的设备
编程器
创新的控制期限结构提供了两种总和
在每个逻辑块的条款或产品方面：
- 可编程三态缓冲器
- 异步宏单元寄存器预置/复位
- 最多两个异步时钟
全球可编程三态引脚便于`床
指甲“的测试，而无需使用逻辑资源
可在TQFP和LQFP封装
可在商用和工业级
描述
该XCR5128C CPLD （复杂可编程逻辑
装置）是了CoolRunner的成员
系列CPLD产品
赛灵思。这些器件结合了高速和零
功率在128宏单元CPLD 。随着FZP设计技
NIQUE的XCR5128C提供真正的引脚对引脚速度7.5
纳秒，而同时提供功率小于
100
甲在待机状态，而不需要“涡轮比特”或其他
关闭电源方案。取代传统意义上的
放大器的方法实现乘积项（一技
NIQUE已经由于双极时代用于PLD）的
与纯CMOS门电路级联链中，动态
功率也比任何竞争大大降低
CPLD 。这些器件是第一TotalCMOS可编程逻辑器件，如
它们同时使用CMOS工艺技术
和
在巳
ented全CMOS FZP设计技术。
赛灵思CPLD的FZP利用专利XPLA
（扩展可编程逻辑阵列）架构。该
XPLA架构结合了解放军的最佳功能
和PAL型结构，以提供高速度和灵活
逻辑分配导致的卓越能力，使
设计有固定引脚的变化。该XPLA结构
每个逻辑块提供了五个快捷7.5 ns的PAL路径
每路输出专门的产品条款。这PAL路径加盟
通过附加的PLA结构部署32个池
产品方面，以一个完全可编程的或阵列可
分配解放军产品条款中的任何逻辑输出
块。这种组合允许逻辑将分配艾菲
ciently整个逻辑块和支持多达
37产品条款上的输出。速度与逻辑
从解放军数组分配给输出只有2ns的，
不管PLA乘积项的数目的使用，这
结果，在最坏的情况下吨
PD
从任何引脚对任何的只有9.5纳秒
其他引脚。此外，逻辑是共同的多个输出
看跌期权可以被放置在一个单一PLA乘积项和
经由或阵列在多个输出端共享，有效
提高设计密度。
该XCR5128C CPLD是通过行业标准的支持
CAE工具（ Cadence公司/ OrCAD的，示例逻辑，导师，
新思科技， Synario ， Viewlogic系，和Synplicity ） ，使用文本
（ ABEL ， VHDL ， Verilog的）和/或原理图输入。设计ver-
ification使用行业标准的模拟器功能
和时序仿真。显影支撑在per-
SONAL电脑，SPARC和HP平台。设备配件
采用赛灵思开发工具，包括WebFITTER 。
该XCR5128C CPLD是可重新编程的电
使用行业标准的器件编程器厂商
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XCR5128C ： 128宏单元CPLD具有增强的时钟
比如Data I / O ， BP Microsystems公司，短信，等等。该
XCR5128C还包括一个行业标准，IEEE
1149.1 ， JTAG接口，通过它在系统编程
明（ISP）和所述装置的重编程是支持
移植。
由零功耗互连阵列（ ZIA ） 。齐亚是vir-
图阿尔交叉点开关。每个逻辑块实质上是一个
与来自ZIA和16宏观36输入36V16设备
细胞。每个逻辑块还提供了32 ZIA反馈路径
从宏单元和I / O引脚。
从这个角度来看，这种结构看起来象许多
其他CPLD体系结构。是什么让的CoolRunner
家族独特的是什么，是每个逻辑块和内部
设计技术用于实现这些逻辑块。
逻辑块的内容将在下面说明。
XPLA架构
图1
示出了一个128宏观的一个高级方框图
电池装置实施XPLA架构。该XPLA
架构由逻辑块是相互关联的
MC1
MC2
I / O
MC16
16
16
16
16
逻辑
块
36
36
逻辑
块
MC1
MC2
I / O
MC16
MC1
MC2
I / O
MC16
16
16
ZIA
逻辑
块
36
36
逻辑
块
16
16
逻辑
块
36
36
逻辑
块
MC1
MC2
I / O
MC16
MC1
MC2
I / O
MC16
16
16
MC1
MC2
I / O
MC16
16
16
MC1
MC2
I / O
MC16
16
16
16
16
逻辑
块
36
36
逻辑
块
MC1
MC2
I / O
MC16
SP00464
图1 ：赛灵思CPLD XPLA建筑
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XCR5128C ： 128宏单元CPLD具有增强的时钟
逻辑模块结构
图2
说明了逻辑块结构。每个逻辑
块中包含的控制方面，一个PAL阵列，解放军数组，
16个宏单元。六个控制项可以单独地被
配置为SUM或产品上，并
用于控制预置/复位和输出使的
16个宏单元'触发器。此外，控制的，二
术语可以作为时钟信号（见宏蜂窝架构设计师用手工
tecture章节） 。在PAL阵列由一个亲中
可编程与阵列具有固定或阵列，而解放军
阵列由一个可编程的与阵列与一个亲中
可编程或阵列。在PAL阵列提供一个高速
路径遍历数组，而解放军阵列提供
增加了产品的长期密度。
每个宏单元有来自五个专用产品条款
PAL数组。引脚对引脚吨
PD
该XCR5128C设备
通过PAL阵列为7.5纳秒。如果宏需要更多的
比五大产品而言，它只是获取更多产品
条款解放军阵列。解放军阵列由32
产品方面，以供所有16巨使用
细胞。因被巨额外的传输延迟
rocell使用一个或所有32个PLA乘积项只有2纳秒。所以
总的引脚对引脚吨
PD
使用6至37的XCR5128C
产品条款是9.5纳秒（ ns的7.5为PAL + 2纳秒的
PLA） 。
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XCR5128C ： 128宏单元CPLD具有增强的时钟
36 ZIA INPUTS
控制
5
6
PAL
ARRAY
解放军
ARRAY
(32)
SP00435A
图2 ：赛灵思XPLA逻辑模块结构
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TO 16个宏单元
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XCR5128C ： 128宏单元CPLD具有增强的时钟
宏单元架构
科幻gure 3
示中使用的宏小区的体系结构
了CoolRunner XCR5128C 。宏单元能配置
置的，可以是D型或T型触发器或一个组合
逻辑函数。使用D型触发器通常为更有用的
实施状态机和数据缓冲而
T型触发器一般是在执行更有益
计数器。这些触发器可以从任何提供时钟
1六源。四个时钟源（ CLK0 ， CLK1 ，
CLK2 ， CLK3 ）被连接到低偏移，设备全
时钟网络设计维护的完整性
通过减少之间的上升沿和下降沿偏移时钟信号
边缘。时钟0（ CLK0 ）被指定为“同步”
时钟，并且必须由外部源来驱动。时钟1
（CLK1 ） ，时钟2 （CLK2 ） ，和时钟3（ CLK3 ）可以用来
这是由一个外部驱动的为“同步”时钟
源，或作为通过从动“异步”的时钟
宏方程。 CLK0 ， CLK1 ， CLK2和CLK3能
在任上升沿或时钟宏蜂窝触发器
落下的时钟信号的边沿。其它时钟源
2的六个控制条件（CT2和CT3 ）中分别设置
逻辑块。这些时钟可以单独配置为
无论是产品的术语或SUM项公式的创建
来自36的信号可用的逻辑块内。该时序
荷兰国际集团的异步和控制项的时钟是不同的
的T
CO
时间由时间，它的量扩展
需要的信号通过阵列和传播
到达时钟网，与所述吨
SU
时间减少了。
每个逻辑块的六个控制条件来控制
触发器和异步预置/复位
启用/禁用输出缓冲器中的每个宏单元。
控制方面CT0和CT1被用于控制所述异步
异步的预设宏蜂窝的触发器/复位。记
的上电复位叶子在“零”的所有宏
状态时，电源被正确应用，并且该预
每个宏置位/复位功能也被禁用。
控制方面的CT2和CT3可作为一个时钟信号
到触发器的宏单元，并作为输出使能
宏单元的输出缓冲器。控制条件和CT4
CT5可用于控制输出的巨的启用
rocell的输出缓冲区。有四个专用的输出使能
控制方面确保了CoolRunner设备是PCI
兼容的。输出缓冲器还可以始终启用
或者总是被禁用。所有CoolRunner器件还提供了一个
全局三态（GTS）针，当其启用和拉
低，将三态器件的所有输出。该引脚
提供支持“在线测试”或“床-的钉
测试“ 。
有两条反馈路径的ZIA ：一个是从
宏单元，和一个从I / O引脚。齐亚反馈路径
输出缓冲器是宏蜂窝反馈路径之前
而输出缓冲器之后ZIA反馈路径的I / O的
引脚的反馈路径。当宏小区被用作输出
放，输出缓冲器被启用，并且宏蜂窝馈
回路径可以用于反馈实现的逻辑
在宏小区。当I / O引脚被用作输入时，
输出缓冲器将三态和输入信号将被馈送
成可经由I / O的反馈路径中的ZIA ，并且逻辑imple-
mented在掩埋宏蜂窝可以被反馈到ZIA
通过宏小区的反馈路径。但是应当注意的是
未使用的输入或I / O的应该正确终止（见
在此数据表和应用程序上的终结部分
离子注
终止未使用的I / O引脚赛灵思XPLA1
和XPLA2的CoolRunner CPLD的） 。
齐亚总理
PAL
解放军
D / T
INIT
（P或R）的
CT0
CT1
GND
Q
CLK0
CLK0
CLK1
CLK1
CLK2
CLK2
CLK3
CLK3
GTS
GND
CT4
CT5
V CC
GND
CT2
CT3
SP00558
图3 ： XCR5128C宏单元架构
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