数字电子技术清华学习教案.pptx

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1、会计学1数字数字(shz)电子技术电子技术 清华清华第一页，共29页。二、PLD的发展和分类PROM是最早的PLDPAL 可编程逻辑阵列(zhn li)FPLA 现场可编程阵列(zhn li)逻辑GAL 通用阵列(zhn li)逻辑EPLD 可擦除的可编程逻辑器件FPGA 现场可编程门阵列(zhn li)ISP-PLD 在系统可编程的PLD第2页/共29页第二页，共29页。三、三、LSI中用中用(zhngyng)的逻辑图符的逻辑图符号号第3页/共29页第三页，共29页。8.2 现场可编程逻辑现场可编程逻辑(lu j)阵列阵列 FPLA组合电路和时序电路结构组合电路和时序电路结构(jigu)(j

2、igu)的通用形式的通用形式A0An-1W0W(2n-1)D0Dm第4页/共29页第四页，共29页。8.2 FPLA组合(zh)电路和时序电路结构的通用形式第5页/共29页第五页，共29页。8.3 PAL（Programmable Array Logic）8.3.1 PAL的基本电路结构一、基本结构形式可编程“与”阵列+固定“或”阵列+输出电路最简单的形式为：二、编程单元(dnyun)出厂时，所有的交叉点均有熔丝第6页/共29页第六页，共29页。8.3.2 PAL的输出电路结的输出电路结构构(jigu)和反馈形式和反馈形式一.专用输出(shch)结构用途用途(yngt)：产生组合：产生组合逻辑

3、电路逻辑电路第7页/共29页第七页，共29页。二.可编程输入(shr)/输出结构用途：组合逻辑电路，用途：组合逻辑电路，有三态控制可实现总线有三态控制可实现总线(zn xin)连接连接可将输出作输入用可将输出作输入用第8页/共29页第八页，共29页。三三.寄存器输出寄存器输出(shch)结构结构用途：产生用途：产生(chnshng)时时序逻辑电路序逻辑电路第9页/共29页第九页，共29页。四四.异或输出异或输出(shch)结构结构时序逻辑电路时序逻辑电路(lu j din l)(lu j din l)还可便于对还可便于对“与与-或或”输出求反输出求反第10页/共29页第十页，共29页。五五.运

4、算运算(yn sun)反馈反馈结构结构时序逻辑电路时序逻辑电路可产生可产生(chnshng)A(chnshng)A、B B的十六种算术、的十六种算术、逻辑运算逻辑运算第11页/共29页第十一页，共29页。8.3.3 PAL的应用的应用(yngyng)举例举例第12页/共29页第十二页，共29页。8.4 通用逻辑通用逻辑(lu j)阵列阵列 GAL8.4.1 8.4.1 电路结构电路结构(jigu)(jigu)形式形式可编程可编程“与与”阵列阵列+固定固定“或或”阵列阵列+可编程输出电路可编程输出电路OLMCOLMC编程单元编程单元(dnyun)(dnyun)采用采用E2CMOS E2CMOS

5、可改写可改写第13页/共29页第十三页，共29页。GAL16V8第14页/共29页第十四页，共29页。8.4.2 OLMC数据(shj)选择器第15页/共29页第十五页，共29页。8.4.3 GAL的输入的输入(shr)和输出特和输出特性性GAL是一种(y zhn)较为理想的高输入阻抗器件第16页/共29页第十六页，共29页。GAL输出输出(shch)缓冲级缓冲级第17页/共29页第十七页，共29页。8.5 可擦除的可编程逻辑可擦除的可编程逻辑(lu j)阵列阵列EPLD一、结构特点相当于“与-或”阵列（PAL）+OLMC二、采用(ciyng)EPROM工艺 集成度提高 第18页/共29页第十

6、八页，共29页。8.7 现场现场(xinchng)可可编程门阵列编程门阵列FPGA一、基本(jbn)结构1.IOB2.CLB3.互连资源(zyun)4.SRAM第19页/共29页第十九页，共29页。1.IOB可以可以(ky)(ky)设置为输入设置为输入/输出；输出；输入时可设置为：同步（经触发器）输入时可设置为：同步（经触发器）异步（不经触发器）异步（不经触发器）第20页/共29页第二十页，共29页。2.CLB本身包含了组合电路本身包含了组合电路(dinl)(dinl)和触发器，可构成小的时序和触发器，可构成小的时序电路电路(dinl)(dinl)将许多将许多CLBCLB组合起来，可形成大系统

7、组合起来，可形成大系统第21页/共29页第二十一页，共29页。3.互连资源互连资源(zyun)第22页/共29页第二十二页，共29页。4.SRAM分布式分布式每一位触发器控制每一位触发器控制(kngzh)一个编程点一个编程点第23页/共29页第二十三页，共29页。二、编程数据二、编程数据(shj)的的装载装载1.数据可先放在数据可先放在EPROM或或PC机中机中2.通电后，自行启动通电后，自行启动FPGA内部的一内部的一个时序控制逻辑电路，将在个时序控制逻辑电路，将在EPROM中存放中存放(cnfng)的数据读的数据读入入FPGA的的SRAM中中3.“装载装载”结束后，进入编程设定的结束后，进

8、入编程设定的工作状态工作状态！每次停电后，SRAM中数据(shj)消失下次工作仍需重新装载第24页/共29页第二十四页，共29页。8.8 在系统可编程通用在系统可编程通用(tngyng)数字开关数字开关（ispGDS）ispGDS22ispGDS22的的结构结构(jigu)(jigu)框图框图第25页/共29页第二十五页，共29页。8.9 PLD的编程的编程以上各种PLD均需离线进行编程操作，使用开发(kif)系统一、开发(kif)系统硬件：计算机+编程器软件：开发(kif)环境（软件平台）VHDL,Verilog真值表，方程式，电路逻辑图（Schematic）状态转换图（FSM）第26页/共29页第二十六页，共29页。二、步骤(bzhu)抽象（系统设计采用Top-Down的设计方法）选定PLD选定开发系统编写源程序（或输入文件）调试，运行仿真，产生下载文件下载测试第27页/共29页第二十七页，共29页。isp器件器件(qjin)的编程接的编程接口（口（Lattice）开发(kif)环境n n使用ispPLD的优点：n n*不再需要专用编程器n n*为硬件的软件化提供可能n n*为实现硬件的远程(yunchng)构建提供可能第28页/共29页第二十八页，共29页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第29页/共29页第二十九页，共29页。