数字逻辑与数字系统可编辑逻辑器件

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1、第五章可编程逻辑器件一、引言1、通用片功能由器件厂制造时定死，用户只能使用而不能改变其内部功能。2、用户片完全按用户要求设计的VLSI器件。一般称为专用集成电路（ASIC）。3、现场片用户可在现场更改其内容（功能）。如EPROM、FPLA、PAL、GAL、FPGA等一类可编程逻辑器件，通称为PLD器件。1低密度的PLD器件的基本框图如图：它由输入缓冲、与功能、或功能、输出缓冲等四部分功能电路组成。根据与门阵列、或门阵列和输出结构的不同，低密度的PLD又可分为四种基本类型：PROM(可编程只读存储器）FPLA（现场可编程逻

2、辑阵列）PAL（可编程阵列逻辑）GAL（通用阵列逻辑）FPGA（现场可编程门阵列）2二、随机读写存储器（RAM）双极型RAM静态MOSMOS型动态MOS优点：读写方便，使用灵活；缺点：断电后存于RAM的信息会丢失。31、RAM的基本结构地址译码器存储矩阵读写电路地址码读/写控制输出信息输入信息存储矩阵：由许多排列成阵列形式的存储元组成，每个存储元能存储一位二进制数据（0或1），所以，存储元的数目决定了存储器的容量。如：存储矩阵有64行、64列，则存储矩阵的存储容量为64*64=4096个存储元。4地址译码器：对外部输入的

3、地址码进行译码，以便唯一地选择存储矩阵中的一个存储单元（由一组有序排列的存储元组成）。读写电路：对选中的存储单元进行读出或写入操作。2、地址译码方法1）单译码结构524条输出线。63、存储器容量的扩充1）、位扩展2）、字扩展3）、字位同时扩展例、见教本P106，例1、2、3、4。7三、只读存储器（ROM）1、ROM的分类见教本P107优点：具有不易失性，即断电不丢失信息；ROM电路（ReadOnlyMemery）一种固定存放二进制数码的存储器，一般情况下，只能读取它所存储的信息，而不能改变它已存储的内容。1）、掩模式只读

4、存储器；2）、一次编程只读存储器（PROM）；3）、多次改写编程的只读存储器；4）、闪速存储器（FLASH）82、功能与框图地址编码A2A1A0存储的二进制数码B7B6B5B4B3B2B1B0000001010011100101110111001010010111101101011100101011011100111010111010100101001101011地址Address字Word9组成框图：地址译码器存储体地址输入字输出输入不同的地址码经地址译码器译码，就能在存储器的输出端读出相应的字。读放、选择电路（存储矩

5、阵）103、ROM的结构与工作原理与门阵列或门阵列VccZAB与门：Z=AB-VccZAB或门：Z=A+B图为：二极管ROM11可得，ROM的真值表：地址输入A1A0字输出D3D2D1D0000101011010100111111110显然，每一条字线对应输入变量的一个最小项。因此，编程前，应把逻辑函数写为与—或形式，或者列出逻辑函数的真值表。编程时，只需对或阵列进行编程即可。12不难看出，字线W与位线D’的每个交叉点都是一个存储元。交叉点处接有二极管相当于存“1”，没有接二极管相当于存“0”。交叉点的数目也就是存储元数

6、。存储的容量用字数×位数来表示。如本例ROM的容量为4字×4位。ROM阵列结构示意图：W0W1W2W3A1A1A0A0D3D2D1D0字线和位线画成相互垂直的一个阵列，字线与位线的每一个交叉点对应一个存储元。交叉点上有黑点，表示该存储元存“1”，无黑点的交叉点表示该存储元存“0”。134、ROM应用举例1）、代码转换器方法：将欲转换的m位代码送到ROM的地址输入端，通过ROM，再输出n位转换后的代码。例5、用ROM实现4位二进制码到格雷码的转换。解：见教本P112（1）、列出二进制码转换为格雷码的真值表；见后!（2）、由

7、真值表写出最小项表达式：G3=∑（8，9，10，11，12，13，14，15）G2=∑（4，5，6，7，8，9，10，11）G1=∑（2，3，4，5，10，11，12，13）G0=∑（1，2，5，6，9，10，13，14）（3）、画ROM阵列图；14真值表：B3B2B1B0G3G2G1G0152）、字符发生器基本原理：将字符的点阵预先存储在ROM中，然后，顺序地给出地址码，从存储矩阵中逐行读出字符的点阵，并送入CRT显示器即可显示出字符。见教本P113！3）、数学函数表（略）16四、可编程逻辑阵列1、FPLA的结构特点R

8、OM的输入地址和存储的信息之间有着一一对应的关系，它的与阵列必须是一个产生2n个输出的译码器。即产生2n个最小项。为了提高芯片利用率，希望与阵列不一定产生2n。从阵列的角度描述，FPLA的特点是与阵列和或阵列都可以编程。2、FPLA实现组合逻辑采用最简与-或式中的与项来构成与阵列，再用与项之或来构成或阵列。17用FP