公司器件系列

2．5．2　Lattice公司CPLD器件系列

Lattice公司始建于1983年，是最早推出PLD的公司之一，GAL器件是其成功推出并得到广泛应用的PLD产品。20世纪80年代末，Lattice公司提出了在系统可编程的概念，并首次推出了CPLD器件，其后，将ISP与其拥有的先进的EECMOS技术相结合，推出了一系列具有ISP功能的CPLD器件，使CPLD器件的应用领域又有了巨大的扩展。所谓ISP技术，就是不用从系统上取下PLD芯片，就可进行编程的技术。ISP技术大大缩短了新产品研制周期，降低了开发风险和成本。因而推出后得到了广泛的应用，几乎成了CPLD的标准。Lattice公司的CPLD器件主要有ispLSI系列、ispMACH系列。下面主要介绍常用的ispLSI/MACH系列。

(1)ispLSI1000系列

ispLSI1000系列又包括ispLSI1000/1000E/EA等品种，属于通用器件，集成度2 000门至8 000门，引脚到引脚之间的延时不大于7．5 ns，集成度较低，速度较慢，但价格便宜，如ispLSI1032E是目前市面上最便宜的CPLD器件之一，因而在一般的数字系统中使用多，如网卡、高速编程器、游戏机、测试仪器仪表中均有应用。ispLSI1000是基本型，ispLSI1000E是ispLSI1000的增强型(Enhanced)。

(2)ispLSI2000系列

ispLSI2000系列又包括ispLSI2000/2000A/2000E/2000V/2000VL/2000VE等品种，属于高速型器件，集成度与ispLSI1000系列大体相当，引脚到引脚之间延时最小3 ns，适用于速度要求高、需要较多I/O引脚的电路中使用，如移动通信、高速路由器等。

(3)ispLSI3000系列

ispLSI3000系列是第一个上万门的ispLSI系列产品，采用双GLB，集成度可达2万门，可单片集成系统逻辑、DSP功能及编码压缩电路。适用于集成度要求较高的场合。

以上系列工作电压为5 V，引脚输入/输出电压为5 V。

(4)ispLSI5000系列

ispLSI5000系列又包括ispLSI5000V/5000VA等品种，其整体结构与ispLSI3000系列相类似，但GLB和宏单元结构有了大的差异，属于多I/O口宽乘积项型器件，集成度10 000门至25 000门，引脚到引脚之间的延时大约5ns，集成度较高，工作速度可达200 MHz，适用于宽总线(32位或64位)的数字系统中使用，如快速计数器、状态机和地址译码器等。ispLSI5000V系列工作电压3．3 V，但其引脚能够兼容5 V、3．3 V、2．5 V等多种电压标准。

(5)ispLSI6000系列

ispLSI6000系列的GLB与ispLSI3000系列相同，但整体结构中包含了FIFO或RAM功能，是FIFO或RAM存储模块与可编程逻辑相结合的产物，集成度可达25000门。

(6)ispLSI8000系列

ispLSI8000系列又包括ispLSI8000/8000V等品种，是在ispLSI5000V系列的基础上，更新整体结构而来的，属于高密度型器件，集成度可达60000门，引脚到引脚之间的延时大约5 ns，集成度最高，工作速度可达200 MHz，适用于较复杂的数字系统中应用。如外围控制器、运算协处理器等。

(7)ispMACH4000系列

ispMACH4000系列又包括ispLSI4000/4000B/4000C/4000V/4000Z等品种，主要是供电电压不同，ispMACH4000V、ispMACH4000B和ispMACH4000C器件系列供电电压分别为3．3V、2．5V和1．8V，莱迪思公司还基于ispMACH4000的器件结构开发出了业界最低静态功耗的CPLD系列——ispMACH4000Z。

ispMACH 4000系列产品提供SuperFAST(400 MHz，超快)的CPLD解决方案。ispMACH 4000V和ispMACH 4000Z均支持车用温度范围:－40～130℃(Tj)。ispMACH 4000系列支持介于3．3 V～1．8 V之间的I/O标准，既有业界领先的速度性能，又能提供最低的动态功耗。

ispMACH 4000V/B/C系列器件的宏单元个数从32～512不等，ispMACH 4000Z的宏单元数为32～256。ispMACH系列提供44到256引脚/球、具有多种密度I/O组合的TQFP、fpBGA和caBGA封装。

(8)ispLSI5000VE/ispMACH5000系列

ispLSI5000VE是后来设计的新产品，Lattice公司推荐用于替代ispLSI3000/5000V/5000VA。

ispLSI5000VE整体结构与ispLSI3000系列相类，但GLB和宏单元结构有了大的差异，属于多I/O口宽乘积项型器件，引脚到引脚之间延时大约5 ns，集成度最大1024个宏单元，工作速度可达180 MHz，适用于宽总线(32位或64位)的数字系统中使用，如快速计数器、状态机和地址译码器等。ispMACH 5000B系列速度更快，可达275 MHz，集成度最大512个宏单元。

ispLSI/ispMACH 5000系列器件的可编程结构为各种复杂的逻辑应用系统提供了业界领先的系统性能。器件的每个逻辑块拥有68个输入，可以在单级逻辑上轻松实现包括64位应用系统的复杂逻辑功能，而用传统的CPLD器件却需要两层或更多的逻辑层才能实现相同的功能，因为它们的逻辑块输入只相当于ispLSI/ispMACH 5000器件的一半。所以，对于需要36个以上的输入的“宽”逻辑功能，ispLSI/ispMACH 5000的性能表现比传统的CPLD器件结构高出60%。

(9)ispXPLDTM 5000MX系列

ispXPLD5000MX系列又包括ispXPLDTM5000MB/5000MC/5000MV等品种。

ispXPLDTM 5000MX系列代表了莱迪思半导体公司全新的XPLD(eXpanded Programmable Logic Devices)器件系列。这类器件采用了新的构建模块-多功能块(MFB，Multi-Function Block)。这些MFB可以根据用户的应用需要，被分别配置成SuperWIDETM超宽(136个输入)逻辑、单口或双口存储器、先入先出堆栈或CAM。

ispXPLD 5000MX器件将PLD出色的灵活性与sysIOTM接口结合了起来，能够支持LVDS、HSTL和SSTL等最先进的接口标准，以及比较熟悉的LVCMOS标准。sysCLOCKTM PLL电路简化了时钟管理。ispXPLD 5000MX器件采用了拓展了的在系统编程技术，也就是ispXP技术，因而具有非易失性和无限可重构性。编程可以通过IEEE 1532业界标准接口进行，配置可以通过莱迪思的sysCONFIGTM微处理器接口进行。该系列器件有3．3 V、2．5 V 和1．8 V供电电压的产品可供选择(对应MV、MB和MC系列)，最大规模1024个宏单元，最快300 MHz。

ispLSI/MACH器件都采用EECMOS和EEPROM工艺结构，能够重复编程万次以上，内部带有升压电路，可在5V、3．3V逻辑电平下编程，编程电压和逻辑电压可保持一致，给使用带来很大方便。具有保密功能，可防止非法拷贝。具有短路保护功能，能够防止内部电路自锁和SCR自锁。推出后，受到了极大的欢迎，曾经代表了CPLD的最高水平，但现在Lattice公司推出了新一代的扩展在系统可编程技术(ispX)，在新设计中推荐采用ispMACH系列产品和ispLSI5000VE，全力打造ispXPLD器件，并推出采用扩展在系统可编程技术的ispXPGA系列FPGA器件，改变了只生产CPLD的状况。