可编程逻辑器件(PLD).ppt

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1、8.3 可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（PLD）8.3.1 PLD的电路表示法的电路表示法8.3.2 可编程阵列逻辑器件可编程阵列逻辑器件（PAL）的简介的简介8.3.3 可编程通用逻辑器件可编程通用逻辑器件（GAL）8.3.1 PLD的电路表示法的电路表示法l硬硬线线连连接接：硬硬线线连连接接是是固固定定连连接接，不不可可以以编程改变。编程改变。1.1.连接方式连接方式8.3.1 PLD的电路表示法的电路表示法l可可编编程程“接接通通”单单元元：它它依依靠靠用用户户编编程程来来实实现现“接通接通”连接。连接。1.1.连接方式连接方式8.3.1 PLD的电路表示法的电路表示法l可编程可编程“断

2、开断开”单元单元：编程实现断开状态。编程实现断开状态。这种单元又称为被编程这种单元又称为被编程擦除单元。擦除单元。1.1.连接方式连接方式2.2.PLDPLD的基本结构及画法的基本结构及画法门电路的简化画法门电路的简化画法3.3.PLDPLD分类分类 PLAPLA是是ROMROM的一种变形结构，由与阵列、的一种变形结构，由与阵列、或阵列构成。所不同的是或阵列构成。所不同的是ROMROM的与阵列是固的与阵列是固定的，而定的，而PLAPLA的与阵列是可编程的，可根据的与阵列是可编程的，可根据需要产生与项。需要产生与项。4.4.PLAPLA 由于由于PLAPLA是双重编程，先由与阵列编程组成编是双重

3、编程，先由与阵列编程组成编程与项，再由或阵列编程选取或项，形成最简的程与项，再由或阵列编程选取或项，形成最简的与或函数，所以采用与或函数，所以采用PLAPLA实现逻辑函数可提高存实现逻辑函数可提高存储单元的利用率。储单元的利用率。4.4.PLAPLA及及应用应用 用用PLAPLA实现逻辑函数的基本原理是基于函实现逻辑函数的基本原理是基于函数的最简与或表达式数的最简与或表达式例例用用PLD实现下列函数实现下列函数各函数已是最简各函数已是最简4.4.PLAPLA及及应用应用阵阵列列图图8.3.2 可编程阵列逻辑器件可编程阵列逻辑器件PAL的简介的简介 PALPAL是在是在ROMROM和和PLAPL

4、A基础上发展起来的。基础上发展起来的。其结构中的与阵列可编程，而或阵列是固定其结构中的与阵列可编程，而或阵列是固定连接的，即乘积项包括的因子可以选择，乘连接的，即乘积项包括的因子可以选择，乘积项的数目固定，输出则为若干乘积项之和。积项的数目固定，输出则为若干乘积项之和。PALPAL既有规则的阵列结构，又有各种形式的既有规则的阵列结构，又有各种形式的输出，反馈结构供选用，且编程简单，便于实输出，反馈结构供选用，且编程简单，便于实现灵活多变的逻辑功能，因而获得了广泛应用。现灵活多变的逻辑功能，因而获得了广泛应用。8.3.3 可编程通用阵列逻辑器件可编程通用阵列逻辑器件GAL PAL器件采用熔丝连接

5、工艺，靠熔丝烧断器件采用熔丝连接工艺，靠熔丝烧断到达编程的目的，一旦编程便不能改写。到达编程的目的，一旦编程便不能改写。若将熔丝烧断，该单元则变成若将熔丝烧断，该单元则变成0”。显然，一旦烧断后不能再恢复。显然，一旦烧断后不能再恢复。字线字线位位线线熔熔断断丝丝 GAL器件采用器件采用E2CMOS工艺，具有可擦除、工艺，具有可擦除、可重新编程和可重新配置其结构等功能。可重新编程和可重新配置其结构等功能。1、8个输入缓冲器，个输入缓冲器，8 个输出反馈个输出反馈/输入缓输入缓 冲器；冲器；2、8个三态缓冲器，个三态缓冲器，8 个输出逻辑宏单元个输出逻辑宏单元 OLMC（或阵列包或阵列包 含其中）

6、；含其中）；GAL16V8的逻辑图如下图所示的逻辑图如下图所示 3、由、由88个与门构成个与门构成 的与阵列、共形成的与阵列、共形成 64个乘积项，每个个乘积项，每个 与门有与门有32个输入项，个输入项，由由8个输入的原变量、个输入的原变量、反变量（反变量（16）和）和8个个 反馈信号的原变量和反馈信号的原变量和 反变量（反变量（16）组成，）组成，故可编程与阵列共有故可编程与阵列共有 3288=2048个可个可 编程单元。编程单元。GAL16V8的逻辑图如下图所示的逻辑图如下图所示 4、系统时钟、系统时钟CK和三和三 态输出选通信号态输出选通信号 OE的输入缓冲器。的输入缓冲器。GAL16V

7、8的逻辑图如下图所示的逻辑图如下图所示 特特 点点1 1、用电擦除工艺和高速编程方法，使编程改写变得、用电擦除工艺和高速编程方法，使编程改写变得方便、快速。整个芯片改写只需数秒钟，一片可改方便、快速。整个芯片改写只需数秒钟，一片可改写写100100次以上。次以上。2 2、采用高性能的、采用高性能的E E2 2CMOSCMOS工艺。保证了工艺。保证了GALGAL的高速的高速度和低功耗。存取速度为度和低功耗。存取速度为12401240nsns，功耗仅为双极性功耗仅为双极性PALPAL器件的一半或四分之一（器件的一半或四分之一（9090mWmW或或4545mWmW），），且编且编程数据可保存程数据可

8、保存2020年以上。年以上。3 3、采用可编程的输出逻辑宏单元、采用可编程的输出逻辑宏单元OLMCOLMC，使得使得GALGAL器件对复杂的逻辑设计具有极大的灵活性。器件对复杂的逻辑设计具有极大的灵活性。4 4、可预置和加电复位全部寄存器，具有、可预置和加电复位全部寄存器，具有100%100%的功能的功能 可测试性。可测试性。5 5、备有加密单元，可防止他人抄袭设计电路。、备有加密单元，可防止他人抄袭设计电路。6 6、备有电子标签字、备有电子标签字ESES，方便了文档管理，提高生产方便了文档管理，提高生产 效率。效率。特特 点点 这里介绍了这里介绍了4 4种常见的种常见的PLDPLD器件。从结构上看，器件。从结构上看，它们都有一个与阵列和一个或阵列。用户通过对与它们都有一个与阵列和一个或阵列。用户通过对与阵列、或阵列编程，就能得到所需要的逻辑功能。阵列、或阵列编程，就能得到所需要的逻辑功能。可以用来作为存储器，实现逻辑函数及产生时序控可以用来作为存储器，实现逻辑函数及产生时序控制信号等。这些制信号等。这些PLDPLD器件是小规模低密度逻辑器件，器件是小规模低密度逻辑器件，由于使用简单且功能灵活多变而获得广泛的应用。由于使用简单且功能灵活多变而获得广泛的应用。End