存储器和可编程逻辑器.ppt

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1、(电工学I)第11章 大规模集成电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 教教 学学 目目 标标基本器件 应 用电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路第一节第一节 存储器存储器第二节第二节 可编程逻辑器件可编程逻辑器件半导体存储器分类按功能只读存储器ROM随机存取存储器（RAM）按元件双极型存储器速

2、度较慢，功耗小，集成度高 11.1 11.1 存储器存储器能存放大量二值信息的器件,可以用来实现组合逻辑电路 磁性材料和半导体材料第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材存贮器 用于存储器的材料（在微型计算机系统中，用半导体存储器）速度快，功耗大 MOS型存储器下一页上一页章目录地址存储器的主要性能指标存储容量大存储数据量大存取速度快存储时间短第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级

3、规划教材国家级规划教材 由许多存储单元组成，每个存储单元可以存放1 1位二进制信息（0或1）。存储器的组成 将若干个存储单元编为一组称为字单元，每个字所含存储单元的个数就是所存二进制数字信息的位数。字单元 内容与地址给每个字单元编上号，以指示该单元在存储器中所处的位置。每个字单元中存储的二进制信息。内容下一页上一页节首页章目录 每次写入或读出信息都只能与某一个指定地址的字单元打交道。存储器的操作 读出写入 如：一片容量为1024字4位的存储器，表示其有1024个地址，而每个地址能写入或读出一个4位二进制数，亦即该存储器共有4096个存储单元。存储器的规模 存储二值信息的总量，称容量，容量=字数

4、位数。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材信息的取出信息的存入 下一页上一页节首页章目录一一、只读存储器只读存储器 存储的信息是固定不变的。工作时，只能读出信息，不能随时写入信息。电路结构简单，在断电后数据不会丢失。只读存储器特点1.固定固定 ROM电路结构第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材（ROM）下一页上一页节首页章目录 由存储单元构成，一个存储单

5、元存储一位二进制数码“1”或“0”。存储器是以字为单位进行存储的。根据输入的代码译出对应的地址，选中要进行读/写操作的字单元。ROM主要结构存储矩阵地址译码器 存储矩阵是存储器的核心，一般是由基本存储单元按阵列形式排列形成。它可由二极管构成，也可由双极晶体管或MOS管构成。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材存储矩阵：地址译码器：下一页上一页节首页章目录（用MOS管构成的4行4列阵列为例）地址线位线（数据线）第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与

6、电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材工作原理选择线基本存储单元基本存储单元交叉点处接有MOS管时相当于存1，没有接MOS管时相当于存0 实质上，ROM是用电路结构来实现固定的逻辑关系 1111下一页上一页节首页章目录 而字线与位线交叉点未接MOS管的位线因连到高电平，经输出缓冲器反向后，输出为0。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 在读取数据时，W0W3中某一根字线为高电平，使接在该字线上的MOS管导通，与这些管相连

7、的位线变为低电平，经输出缓冲器反向后，在数据输出端得到高电平1；1111下一页上一页节首页章目录存储矩阵的存储内容地 址A0A1 0 00 11 01 1字 线内容(数据)W0W1W2W3D0D1D2D3 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录四个地址的逻辑式地址译码器是一个“与”逻辑阵列ROM的逻辑关系及简化画法第第1111章

8、章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材存储矩阵是一个“或”逻辑阵列输出端的逻辑式下一页上一页节首页章目录2.可编程只读存储器可编程只读存储器PROMPROM的结构:由地址译码器、存储单元矩阵、输出缓冲器组成(与固定ROM大致一样)。它有读写控制电路，在出厂时在所有存储元件中都存入了“1”（或“0”），使用时用户根据自己的需要可自行确定存储单元的内容。与固定ROM不同处:PROM的内容一经写入后，就不可能修改了，所以它只能写入一次。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术

9、电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录3.3.可擦除的可编程只读存储器可擦除的可编程只读存储器可多次改写内容的只读存储器 用紫外线擦除原来存储的信息，再用专用的装置写入新内容。对紫外线照射时间和照度均有一定要求，擦除的速度也比较慢。E2PROM Flash Memory 用电信号可擦除的可编程ROM。也是一种用电信号擦除的可编程ROM，已成为较广泛使用的较大容量的存储器。EPROM 第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”

10、国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录4.EPROM 芯片芯片常用EPROM芯片 地址输入端 数据输出端 片选信号，低电平有效 第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材EPROM2716（2k8）EPROM2732（4k8）EPROM2764（8k8）EPROM27128（16k8）数据输出端 地址输入端 地址输入端 下一页上一页节首页章目录编程时，UPP接25V，片选信号端接高电平，在PD/PGM端加脉宽为50ms的正脉冲；即可将数据线上的数据写入指定的地址单元

11、。工作时,UPP与UCC一起接5V电源，PD/PGM与连接在一起作为片选信号，当出现低电平0时便可从该片中读取数据。EPROM2716共有六种工作方式 第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录 查表功能 查某个角度的三角函数 把变量值（角度）作为地址码，其对应的函数值作为存放在该地址内的数据，这称为“造表”。使用时，根据输入的地址(角度)，就可在输出端得到所需的函数值，这称为“查表”。码制变换 把欲变换的编码作为地址，把最终的目的编码作为相应存储单元中的

12、内容即可。5.ROM的应用的应用 例题例题 在数字系统中ROM的应用十分广泛，如组合逻辑、波形变换、字符产生以及计算机的数据和程序存储等。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 例题例题下一页上一页节首页章目录CI3 I2 I1 I0二进制码O3O2O1O0格雷码CI3 I2 I1 I0格雷码O3O2O1O0二进制码00 0 0 00 0 0 010 0 0 00 0 0 000 0 0 10 0 0 110 0 0 10 0 0 100 0 1 00 0 1 110 0 1

13、 00 0 1 100 0 1 10 0 1 010 0 1 10 0 1 000 1 0 00 1 1 010 1 0 00 1 1 100 1 0 10 1 1 110 1 0 10 1 1 000 1 1 00 1 0 110 1 1 00 1 0 000 1 1 10 1 0 010 1 1 10 1 0 101 0 0 01 1 0 011 0 0 01 1 1 101 0 0 11 1 0 111 0 0 11 1 1 001 0 1 01 1 1 111 0 1 01 1 0 001 0 1 11 1 1 011 0 1 11 1 0 101 1 0 01 0 1 011 1 0

14、 01 0 0 001 1 0 11 0 1 111 1 0 11 0 0 101 1 1 01 0 0 111 1 1 01 0 1 101 1 1 11 0 0 011 1 1 11 0 1 0第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材二进制码与格雷码相互转换的关系 下一页上一页节首页章目录C(A4)I3 I2 I1 I0(A3A2A1A0)二进制码O3O2O1O0(D3D2D1D0)格雷码C(A4)I3 I2 I1 I0(A3A2A1A0)格雷码O3O2O1O0(D3D2D

15、1D0)二进制码00 0 0 00 0 0 010 0 0 00 0 0 000 0 0 10 0 0 110 0 0 10 0 0 100 0 1 00 0 1 110 0 1 00 0 1 100 0 1 10 0 1 010 0 1 10 0 1 000 1 0 00 1 1 010 1 0 00 1 1 100 1 0 10 1 1 110 1 0 10 1 1 000 1 1 00 1 0 110 1 1 00 1 0 000 1 1 10 1 0 010 1 1 10 1 0 101 0 0 01 1 0 011 0 0 01 1 1 101 0 0 11 1 0 111 0 0

16、11 1 1 001 0 1 01 1 1 111 0 1 01 1 0 001 0 1 11 1 1 011 0 1 11 1 0 101 1 0 01 0 1 011 1 0 01 0 0 001 1 0 11 0 1 111 1 0 11 0 0 101 1 1 01 0 0 111 1 1 01 0 1 101 1 1 11 0 0 011 1 1 11 0 1 0第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录用ROM实现二进制码与格雷码相互转换的电路

17、 第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录 例题例题 试用ROM实现如下组合逻辑函数。采用有3位地址码、2位数据输出的8字2位ROM。解：第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材111下一页上一页节首页章目录用ROM构成“T”字符发生器。字符发生器常用于显示终端、打印机及其他数字装置中。将各种字符事先存储在ROM的存储矩阵中，再以适当的方

18、式给出地址码，某个字符就能读出并驱动显示器进行显示。当A2A1A0由000110周期地循环变化时（即可逐行扫描字线），把字线W0W6对应的各字单元的“T”字型信息从位线D0D4逐行输出，使显示设备一行行地显示出来。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 例题例题 解：处表示存入光点，“1”下一页上一页节首页章目录二、随机存取存储器二、随机存取存储器 随机存取存储器RAM也称为读/写存储器。优点：第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学

19、电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材（RAM）所存数据不能长期保存，一旦断电，所存信息会随之消失。它可随时将数据写入任何一个指定地址的存储单元或从中读出数据。特点：缺点：读/写方便灵活下一页上一页节首页章目录（1）RAM的结构和工作原理的结构和工作原理存储矩阵第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材 由存储单元构成，是RAM的核心。执行读操作执行写操作该片RAM正常工作该片RAM不工作下一页上一页节首页章目录（2）RAM的分类的分类 一般

20、情况下，大容量的存储器使用动态DRAM；小容量的存储器使用静态SRAM。速度快，功耗大、集成度低、制造工艺复杂、成本高，主要用于高速场合。SRAM速度相对低，功耗小、集成度高、制造工艺简单、成本低，主要用于大容量场合。管子数目多，功耗大，但只要不断电，信息就永久保存。成集度高，功耗小，但必须定期给电容补充电荷，以防存储信息的丢失。RAM第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材静态SRAM 动态DRAM 双极型 MOS型 下一页上一页节首页章目录1024字4位（3）RAM芯片及芯

21、片及RAM容量的扩展容量的扩展RAM2114芯片第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材容量地址线数据线地址线片选线读写控制端RAM正常工作状态输出端均为高阻态下一页上一页节首页章目录 RAM位扩展RAM2114（1K4位）位数扩展（1k8位）第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材高四位低四位地址线下一页上一页节首页章目录RAM字扩展A10 A0十一根地址线，

22、组成2048字8位的RAM第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录0000001101100002047204840954096614361448191RAM（1）RAM（2）RAM（3）RAM（4）选中芯片A12A11对应存储单元地址第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材选中选中下一页上一页节首页章目录 可编程逻辑器件（PLD）是由用

23、户自行定义功能（编程）的一类逻辑器件的总称。11.2 11.2 可编程逻辑器件可编程逻辑器件第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材PLD结构框图结构框图下一页上一页章目录PLDProgrammable Logic Devices 大规模集成电路，集成了大量的门电路和触发器，用户可编程构成所需电路。清华大学电机系唐庆玉清华大学电机系唐庆玉2003年年11月月15日编日编节省集成芯片的数量节省电路板面积，节省电，减少产品体积，降低成本。电路保密，不易被他人仿造。PLD的逻辑表示方

24、法及图形符号固定连接固定连接编程连接编程连接不连接不连接第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材优点：下一页上一页节首页章目录缓冲门AAA相当于&1AAAA BCY与门AY&BCA BCY或门AY1BCA BCY可编程连接或不连接第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材AY&B下一页上一页节首页章目录与或门A B C DY多输入端或门画法多输入端与门画法第第11

25、11章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录PLD类型最复杂简 单较复杂FPGA型CPLD型ISP-PLD型第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材PROM型（Programmable ROM）PLA型（Programmable Logic Array 可编程逻辑阵列）PAL型（Programmable Array Logic 可编程阵列逻辑）GAL

26、型（Generic Array Logic 通用阵列逻辑）（Complex PLD）（Field Programmable Gate Array）（InSystem Programmable PLD）下一页上一页节首页章目录清华大学电机系唐庆玉清华大学电机系唐庆玉2003年年11月月15日编日编输出比输出比PALPAL增加增加“可编程输出逻辑宏单元可编程输出逻辑宏单元”使编程更灵活。使编程更灵活。一、可编程逻辑阵列（一、可编程逻辑阵列（PLA）结构:与逻辑阵列+或逻辑阵列第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十

27、一五”国家级规划教材国家级规划教材类型AND阵列OR阵列D触发器PROM连接固定可编程（一次性）PLA可编程（一次性）可编程（一次性）PAL可编程（可多次电擦除）连接固定8个GAL可编程（可多次电擦除）连接固定8个下一页上一页节首页章目录下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页PROM的阵列图或或阵列与与阵列1.PROM的内部结构及编程的内部结构及编程 第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材（可编程）（可编程）A211A11A0&D2D1D01WOW1W2W

28、3W4W5W6W71 1（固定）（固定）下一页上一页节首页章目录下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页或用下图表示或用下图表示O2 O1 O0I2 I1 I0第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材输入OR阵列可编程AND阵列固定输出下一页上一页节首页章目录下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页用PROM实现半加器。半加器逻辑式F=AB+AB=A BC=AB如何用PROM实现全加器？第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子

29、技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材思考：思考：例题例题F CA B 下一页上一页节首页章目录下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页用PROM实现三变量奇数校验电路。真值表第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材例题例题A B CYA B CY0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 101101001下一页上一页节首页章目录 用PROM构成的阶梯波信号发生

30、器，今需生产下图所示阶梯波信号，试列出PROM的编码表并画出PROM的编程阵列。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材例题例题uO102 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516C4UR8UR阶梯波阶梯波下一页上一页节首页章目录解：根据反相加法运算电路可得出阶梯波电压u0电子开关由PROM位线电平控制，当D=1时，开关接基准电压-UR；当D=0时，开关接地。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普

31、通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录用用PROM构成阶梯波发生器构成阶梯波发生器第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材电子开关u10RR/2u11R/4u12R/8u13A0D0D1A1D2A2D3A3PROM二二进进制制计计数数器器CURRR2+-u0RD下一页上一页节首页章目录由电压u0的关系式及其波形列出PROM的编程表第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等

32、教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材uoC C0 01 12 23 34 45 56 67 7A A0 09 91010111112128 8A A1 1A2 2A A3 3D D0 0D D1 1D D2 2D D3 30 0 0 0 0 1 0 04 4U UR R5 5U UR R6 6U UR R7 7U UR R8 8U UR R7 7U UR R6 6U UR R5 5U UR R4 4U UR R2 2U UR R1 1U UR R0 03 3U UR R0 0 0 1 0 1 0 10 0 1 0 0 1 1 00 0 1 1 0 1 1 10 1 0 0 1 0

33、0 00 1 0 1 0 1 1 10 1 1 0 0 1 1 00 1 1 1 0 1 0 11 0 0 0 0 1 0 01 0 0 1 0 0 1 11 0 1 0 0 0 1 01 0 1 1 0 0 0 11 1 0 0 0 0 0 0下一页上一页节首页章目录m15m14m13m12m11m10m9m8m7m6m5m4m3m2m1m0A3A2A1A0D3D2 D1 D01 1 1 11 1 1 01 1 0 11 1 0 01 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 00 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0

34、0 0地址译码器PROM 阵列图阵列图由PROM编程表画出PROM的编程阵列图第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录试用PROM产生一组逻辑函数。由于PROM的地址译码器是固定的最小项“与”阵列，所以需将Y0 Y2各式化为最小项形式。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材例题例题解：76320)()()(mmmmDCBACDBADBC

35、ABCDADDCBADDBCABBCAY+=+=+=+=下一页上一页节首页章目录由由Y0 Y2最小项画出PROM的编程阵列图。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材1410762)(mmmmDBCADABCBCDADCBAAADBCBCDADCBAY+=+=+=13121)(mmDCBADCBADDCABY+=+=+=下一页上一页节首页章目录下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 用PROM产生一组逻辑函数A11B1C1DY0Y1Y2m2m3m6m7m10

36、m12m13m14第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材固定“与”阵列可编程“或”阵列下一页上一页节首页章目录1A21A11A0&1D2D11D01 PLA阵列图阵列图2.PLA的内部结构及编程的内部结构及编程第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材可编程“或”阵列可编程“与”阵列下一页上一页节首页章目录试用PLA产生例4的一组逻辑函数。因PLA 的“与”阵列

37、和“或”阵列均可编程，化简Y0 Y2:第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材例题例题解：下一页上一页节首页章目录下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页用PLA产生一组逻辑函数1A1B1C1DY0Y1Y2与PROM阵列的编程相比PLA的编程简捷得多第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材由由Y0 Y2画出PLA的编程阵列图可编程“或”阵列可编

38、程“与”阵列下一页上一页节首页章目录用PLA实现三八译码器A2A1A00 0 0 只 =0Y00 0 1 只 =0Y11 1 1 只 =0Y7输 出三八译码器真值表第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材例题例题解：A2 A1 A0Y0 Y1 Y7A2A1A0A2A1A0下一页上一页节首页章目录二、可编程阵列逻辑（二、可编程阵列逻辑（PAL）可编程的与逻辑阵列、固定的或逻辑阵列和输出电路三部分组成 结构：PAL的输出结构：有不同的输出电路和反馈电路 第第1111章章 大规模集成

39、电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材专用输出结构专用输出结构下一页上一页节首页章目录第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材可编程可编程I/O结构结构带反馈的寄存器输出结构带反馈的寄存器输出结构下一页上一页节首页章目录三、通用阵列逻辑（三、通用阵列逻辑（GAL）GAL器件的结构和PAL基本相同。存储单元，具备了可重复擦除和改写的功能。输出端设置了多个可编程的宏单元OLMC。通过软件编程

40、可改变输出方式，无需变动硬件，使编程更灵活。一种GAL器件可以替代相同管脚数的所有PAL器件。一个GAL器件还可替代412片TTL等系列的中小规模组件。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材主要区别体现在：下一页上一页节首页章目录 GAL16V8逻辑图逻辑图GAL 的 内 部 结 构可编程“与与”阵列64行32列可编程输出宏单元可编程输出宏单元第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家

41、级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录GAL16V8I0/CLK I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 GNDVCC F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 I9/OE2011101输入(固 定)1脚时钟（可定义成输入）输出使能（可定义成输入）输出（也可定义成输入）I/O O I/O第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录用GAL16V8器件实现一个带使能输出的2线4线译码器。设使能控制输入为，译码地址输入为A1、A0；其输出

42、为，当 为0时，译码器输出表译达式为：输入、输出关系确定后，用相应的GAL开发软件具体设置结构控制字、存储单元和配置各OLMC，通过使用软件来完成系统的设计和实现。此设计要求2个信号输入端(可连到29引线中任何两条)，一个使能控制端 可由11引出端输入（作为输出三态缓冲器的的选通信号），输出，分别由OLMC（12）（15）提供。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材例题例题解：下一页上一页节首页章目录四、四、复杂可编程阵列逻辑（复杂可编程阵列逻辑（CPLDCPLD）与PAL/

43、GAL相仿。基本结构：特点：集成度较GAL高得多，输出部分采用了类似于GAL器件的OLMC，但比起GAL中的OLMC功能更强大。CPLD（Complex Programmable Logic Device）近年来这类器件的密度越来越高，逐渐演变成将若干类似于PAL的功能模块和实现互连的开关矩阵集成在同一芯片上，形成了所谓的CPLD。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录 内部可编程连线区 n 宏单元 1 宏单元 2 宏单元 3 可编程乘积项阵列 乘积项

44、分配 宏单元 m 内部可编程连线区 m m I/O 块 通用的CPLD器件逻辑块的结构Xilnx XG500:90个36变量的乘积项,宏单元36个Altera MAX7000:80个36变量的乘积项,宏单元16个第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录五、现场可编程阵列逻辑门阵列（五、现场可编程阵列逻辑门阵列（FPGA）它由若干独立的可编程逻辑模块组成。用户可以通过编程将这些模块连接成所需要的数字系统。缺点：信号传输延迟时间不确定需要配备保存编程数据的E

45、PROM 第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材可编程输入/输出可编程逻辑单元可编程布线资源下一页上一页节首页章目录六、在系统可辑器编程逻件（六、在系统可辑器编程逻件（ISP-PLD）ISP-PLD（InSystem Programmable PLD）低密度的ISP-PLD是在GAL电路的基础上加进了写入/擦除控制电路而形成的。最大特点:编程时既不需要使用编程器，也不需要将它从所在的系统的电路板上取下，可以在系统内进行编程。由于ISP技术的应用，使硬件的设计变得像软件设计一样灵活而易于修改，缩短了系统的开发周期，省去了对器件单独编程的环节，使系统的升级和维护变得容易和方便。ISP-PLD器件有低密度和高密度两种类型。第第1111章章 大规模集成电路大规模集成电路电路与电子技术电路与电子技术(电工学电工学)普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材下一页上一页节首页章目录