电子(第23章可编程逻辑器件PLD,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！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，剽窃必究概述PLD的逻辑表示方法和图形符号简单PLD阵列结构及编程现场可编程门阵列FPGAMAX+plusⅡ编程软件清华大学电机系电工学教研室唐庆玉编2003年11月15日第23章可编程逻辑器件（PLD）第23章目录23.1PLD的电路符号及编程原理23.2简单PLD结构及工作原理23.3复杂PLD(CPLD)23.4现场可编程门阵列（FPGA）23.5MAX+plusⅡ编程软件简介（不讲）PLD概述PLD—Programm

2、ableLogicDevices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）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）复杂PLD型（

3、ComplexPLD）CPLD（复杂可编程逻辑器件）FPGA（现场可编程门阵列）最复杂简单较复杂23.1PLD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输出恒等于0ABBYAABBYA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23.2简单的PLD阵列结构及编程结构:AND逻辑阵列+OR逻辑阵

4、列类型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=AB思考题：如何用PROM实现全加器？半加器真值表ABFC0000011010101101半加器1+)010+)110+)001+)110进位C本位和F＝1&FC

5、AB用TTL门电路实现FCABPROM实现例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（专用组合输出型）的内部结构及编程AND阵列可编程OR阵列固定输出0输入O0I2I

6、1I0O1输出1用途：实现组合逻辑电路PAL的输出结构类型O与，或，非三态门输出O输出端可编程变为输入O异或门的一个输入端可编程，可使输出反相与阵列或阵列三态门输出AXCLKO1DQQOE寄存器输出结构例4：写出PAL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PAL阵列上画出七段显示译码器逻辑电路图Yaabcdefg译码器YbYcY

7、dYeYfYgA3A2A1A0七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0000011111100100010110000120010110110123001111110013401000110011450101101101156011000111116701111110000781000111111189100111100119用真值表设计Ya的逻辑表示式A3A2A1A0Ya