[工学]清华大学--电子技术教程 第23讲可编程逻辑器件pld及cpld

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1、清华大学电机系唐庆玉2003年11月制作盗版剽窃必究清华大学电机系唐庆玉1997年制作如发现有人剽窃必定追究！第15章可编程逻辑器件（PLD）千岛湖风光千岛湖画面属唐庆玉个人创作，青山緑水蓝天白云，剽窃必究1.概述2.PLD的逻辑表示方法和图形符号3.PLD阵列结构及编程4.复杂可编程逻辑器件(CPLD)清华大学电机系电工学教研室唐庆玉编2003年11月1.PLD概述PLD—ProgrammableLogicDevices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2003年11月15日编优点：（1

2、）节省集成芯片的数量节省电路板面积，节省电耗，减少产品体积，降低成本（2）电路保密，不易被他人仿造清华大学电机系唐庆玉2003年11月15日编PLD类型（1）PROM型（ProgrammableROM）（2）PLA型（ProgrammableLogicArray可编程逻辑阵列）（3）PAL型（ProgrammableArrayLogic可编程阵列逻辑）（4）GAL型（GenericArrayLogic通用阵列逻辑）（5）CPLD型（ComplexPLD）最复杂简单较复杂只读存储器补充分类：（1）掩膜ROM（2）PROM（Programmab

3、leROM，可编程ROM）（3）EPROM（ErasablePROM，紫外线擦除的PROM）（4）EEPROM（ElectricErasablePROM，电擦除的PROM）或写成E2PROM只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）功能：存储程序或数据，掉电后仍保留（1）二极管阵列的掩膜ROM二极管存贮矩阵字地址译码器W0W1W2W3A1A0字线位线地址线输出三态门D3D2D1D0数据线输出使能OEA1A0W3W2W1W0D3D2D1D00000011110010010010110010011001110000011每个单元所存数据（

4、2）PROM（熔丝式）电路原理字线位线熔断丝2.PLD的逻辑表示方法及图形符号(1)PLD的逻辑表示方法固定连接编程连接不连接熔丝（2）PLD的图形符号缓冲门AAA相当于&1AAAABCY与门AY&BCABCY或门AY1BCABCYAY&B可编程连接或不连接PLD图形符号（续）与或门ABCDY多输入端或门画法多输入端与门画法门电路符号中美对照表&≥11&≥1=1与或非与非或非异或清华大学电机系唐庆玉2003年11月15日编3.PLD阵列结构及编程结构:AND逻辑阵列+OR逻辑阵列类型AND阵列OR阵列D触发器PROM连接固定可编程（一次

5、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个输出比PAL增加“可编程输出逻辑宏单元”使编程更灵活。清华大学电机系唐庆玉2003年11月15日编(1)PROM的内部结构及编程AND阵列固定OR阵列可编程输出输入O2O1O0I2I1I0例1用PROM实现半加器半加器逻辑式F=AB+AB=ABC=ABFCAB如何用PROM实现全加器？例2用PROM实现三变量奇数校验电路ABCYABCY00000011010101101001101011001111真值表清华大学电机系唐

6、庆玉2003年11月15日编(2)PLA的内部结构及编程AND阵列可编程OR阵列可编程O2O1O0I2I1I0输出输入例3用PLA实现三八译码器A2A1A0000只=0Y0001只=0Y1111只=0Y7输出三八译码器真值表……A2A1A0Y0Y1Y7A2A1A0A2A1A0清华大学电机系唐庆玉2003年11月15日编(3)PAL的内部结构及编程（专用输出结构型）AND阵列可编程OR阵列固定输出0输入O0I2I1I0O1输出1实现组合逻辑电路（GAL结构类似）例4：写出PAL（GAL）阵列输出X的表达式英文教材《数字电子技术》习题选编清华大学

7、电机系唐庆玉2002年9月16日XABCCBA××××××××将此式化简例5：Y=ABC，用PAL（GAL）阵列实现该式。英文教材《数字电子技术》习题选编清华大学电机系唐庆玉2002年9月16日XACB××××××××××××例6：分别在PROM和GAL阵列上画出七段显示译码器逻辑电路图Yaabcdefg译码器YbYcYdYeYfYgA3A2A1A0七段显示译码电路七段显示译码电路真值表十进制数A3A2A1A0YaYbYcYdYeYfYg显示字形0000011111100100010110000120010110110123001111

8、1100134010001100114501011011011560110001111167011111100007810001111111891001111001