数字电路课件 第7章

第7章：可编程逻辑器件及其应用§7-1PLD的基本原理§7-2简单可编程逻辑器件§7-1PLD的基本原理一、PLD简介二、PLD的基本组成三、PLD内部电路的表示四、PLD的编程方法PLD：可编程逻辑器件，半定制产品，用户可编程，可实现各种组合逻辑和时序逻辑的功能。一、PLD简介1、PLD分类1、PLD分类简单可编程逻辑器件(SPLD)：可编程只读存储器(PROM)；可编程逻辑阵列(PLA)；可编程阵列逻辑(PAL)；通用阵列逻辑(GAL)。高密度可编程逻辑器件(HDPLD)：复杂可编程逻辑器件(CPLD)；现场可编程门阵列(FPGA)。2、用PLD实现数字系统的优点①高密度；②工作速度高；③在线可编程技术isp；④设计工具不断完善。3、用PLD实现数字系统的基本过程二、PLD的基本组成组合逻辑常用与或式表示，PLD则包含了与门阵列和或门阵列，方便实现组合逻辑，带有触发器的PLD可以实现时序逻辑。输入电路起到缓冲、驱动、单轨变双轨等作用。输出电路起到缓冲、不同的输出结构等。三、PLD内部电路的表示方法四、PLD的编程方法1、编程原理

按设计要求切断相应的连接线。2、编程方法

①溶丝、一次性编程，用于早期的PROM、PLA、PAL。

②

紫外线可擦除，可重复编程，用于PROM。③电可擦除，可重复编程，用于E2PROM、GAL、CPLD。

④

RAM编程，编程速度快、次数不受限制、集成度更高，掉电会丢失，用于FPGA。§7-2简单可编程逻辑器件(SPLD)一、可编程只读存储器PROM二、可编程逻辑阵列PLA三、可编程阵列逻辑PAL四、通用阵列逻辑GALSPLD：与阵和或阵是其片内的基本资源。

一、可编程只读存储器PROMROM：包含一个不可编程的与阵和一个可编程的或阵。1、PROM的组成

2、4×2ROM结构原理

举例：4×3ROM编程前后图

3、ROM的工艺分类⑴固定只读存储器（PROM）⑵紫外线照射擦除的存储器（EPROM）⑶电擦除的存储器（E2PROM）

4、用ROM实现组合逻辑例:用ROM实现22乘法器。

二、可编程逻辑阵列PLAPLA：包含的与阵和或阵都可编程。1、组成原理

2、组合PLA的应用用84PLA实现22乘法器。用84PLA实现22乘法器（续）

3、时序PLA的应用时序PLA的基本结构：用PLA实现8加/减计数器(1)用PLA实现8加/减计数器（2）

三、可编程阵列逻辑PAL

PAL：包含的与阵可编程，或阵不可编程。1、组成原理

2、PAL的输出结构①、专用输出结构

L型：输出端为或非门，输出低电平有效；

H型：输出端为或门，输出高电平有效；

C型：互补输出；

只能实现组合逻辑电路。

②、可编程I/O结构该脚可以作为输入、输出使用。三态门不使能时为输入；三态门使能时为输出，且可以反馈到与阵列。

③、带反馈的寄存器输出结构R型：输出端有一只D触发器；可以实现时序电路。

④、异或型输出结构X型：和寄存器输出结构类似，只是D触发器的输入端为异或结构。3、PAL的应用例1：用PAL实现如图逻辑电路

例2：用PAL实现3位循环码计数器PAL16R4四、通用阵列逻辑GAL

GAL：包含的与阵可编程，或阵不可编程，输出电路为逻辑宏单元OLMC。GAL16V8功能图

1、逻辑宏单元（OLMC）

包含一个或门、一个异或门、一个D触发器、四个MUX。

2、OLMC的输出结构

①、简单模式Ⅰ