Introduction to CPLD and FPGA Design

Field  Programmable  Gate  Arrays  (FPGAs)  are  becoming  a  critical  part  ofevery  system  design.  Many  vendors  offer  many  different  architectures  andprocesses.  Which  one  is  right  for  your  design?  How  do  you  design  one  of  theseso  that  it  works  correctly  and  functions  as  you  expect  in  your  entire  system?These  are  the  questions  that  this  paper  sets  out  to  answer.The  first  sections  of  this  paper  deals  with  the  internal  architecture  andcharacteristics  of  these  devices.  Programmable  logic  devices  are  described  inan  overview,  leading  up  to  a  detailed  des  cription  of  the  Field  ProgrammableGate  Array.  The  various  architectures  of  these  devices  are  examined  in  detailalong  with  their  tradeoffs,  which  allow  you  to  decide  which  particular  deviceis  right  for  your  design.The  next  sections  of  this  paper  is  about  the  design  flow  for  an  FPGAbasedproject.  This  section  describes  the  phases  of  the  design  that  need  to  beplanned.  This  allows  a  designer  or  project  manager  to  allocate  resources  andcreate  a  schedule.The  final  sections  of  this  paper  discuss  in  detail,  the  design,  simulation,and  testing  issues  that  arise  when  designing  an  FPGA.  Understanding  these  issueswill  allow  you  to  design  a  chip  that  functions  correctly  in  your  system  and  willbe  reliable  throughout  the  lifetime  of  your  product.