可编程逻辑器件（PLD）.ppt

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1、第七章可编程逻辑器件（PLD）学习完本章后，应该能做到：阐明可编程逻辑器件PLD的有关概念。简述PAL和GAL器件的结构组成、应用特点及其编程方法。简述EPLD和CPLD器件的结构组成、应用特点及其编程方法。说明ISP—PLD器件的结构组成及应用特点。说明FPGA器件的结构组成及应用特点。第七章可编程逻辑器件（PLD）可编程逻辑器件诞生于70年代。自问世以来，PLD经历了从PROM、PLA、PAL、GAL到FPGA，ispLSI等高密度PLD的发展过程。在此期间，PLD的集成度和工作速度不断提高，功能不断增强，结构更趋

2、合理，使用变得更灵活方便。与小规模通用型集成电路相比，用PLD实现数字系统，有集成度高、速度快、功耗小、可靠性高等优点。第七章可编程逻辑器件（PLD）与大规模专用集成电路相比，用PLD实现数字系统，有研制周期短、先期投资少、无风险、修改逻辑设计方便、小批量生产成本低等优势。可以预见，在不久的将来，PLD将在集成电路市场占统治地位。第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述一、PLD的基本结构由与门构成的与阵列用来产生乘积项。第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述一、PLD的基本结构由或门构成的或阵列用来产生乘积项之和的

3、逻辑函数。第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述一、PLD的基本结构输入缓冲电路可以产生输入变量的原变量和反变量。第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述一、PLD的基本结构输出结构相对于不同的PLD差异很大，有些是组合逻辑输出结构，有些则是时序逻辑输出结构。第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述一、PLD的基本结构第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述二、PLD电路表示法第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述三、PLD的分类一般说来，PLD器件可以分为以下几类：可编程只读存储器（PROM）可编程逻辑阵列（PL

4、A）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（CPLD、FPGA）在系统可编程逻辑器件（ISP—PLD）第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述三、PLD的分类1、按与或阵列可编程性分类与阵列固定、或阵列可编程与阵列和或阵列均可编程与阵列可编程、或阵列固定第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述三、PLD的分类2、按集成度分类低密度可编程逻辑器件（LDPLD），如PROM、PLA、PAL、GAL等均属LDPLD。高密度可编程逻辑器件（HDPLD），如CPLD、EPLD、FPGA等均属HDPLD

5、。第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述三、PLD的分类3、按编程工艺分类低熔丝和反熔丝编程器件浮栅编程器件SRAM编程器件在系统可编程器件第七章可编程逻辑器件（PLD）第一节概述三、PLD的分类第七章可编程逻辑器件（PLD）第二节PAL和GAL器件一、PAL器件PAL是70年代末推出的用双极型工艺制造的熔丝编程方式的PLD器件。PAL器件由可编程的与逻辑阵列、不可编程的或逻辑阵列和输出电路组成。第七章可编程逻辑器件（PLD）第二节PAL和GAL器件一、PAL器件第七章可编程逻辑器件（PLD）第二节PAL和GAL器件

6、二、GAL器件GAL器件和PAL器件都是与阵列可编程或阵列固定。但GAL器件的结构、工艺、性能与PAL器件相比有了很大改进。其主要特点为：采用电可擦工艺。擦除和编程都用电完成且可多次改写，使用户可方便地重新配置器件的逻辑功能。编程速度高，只需几秒即可完成。采用高性能EECOMS工艺，不仅功耗低（最大运行功耗为45mA），而且速度快（存取速度为12～25ns）。具有输出逻辑宏单元（OLMC），用户可通过编程选择其组态，大大增加了对各种复杂逻辑设计的灵活性。有加密单元。可有效地防止复制。第七章可编程逻辑器件（PLD）第二节

7、PAL和GAL器件二、GAL器件GAL芯片具有如下所示的内部结构，其中输出单元内含D触发器。第七章可编程逻辑器件（PLD）第二节PAL和GAL器件二、GAL器件GAL16V8的结构有16个具有互补输出的缓冲器，其中8个为输入缓冲器，另外8个为OLMC反馈到输入列线的缓冲器；有8个输出逻辑宏单元OLMC；可编程与阵列有32列64行共2048个编程单元，即隐含了一个2K的EEPROM；第七章可编程逻辑器件（PLD）第二节PAL和GAL器件二、GAL器件GAL16V8的结构有一个时钟端CP和一个三态输出缓冲器的使能控制端O

8、E；电源端接+5V；一个接地端GND。GAL输出通道的五种构型I型结构的特点是：三态门控制端接地，或门输出被阻断，此时外引脚可作输入端使用；O型结构的特点是：三态门控制端高电平，或门输出将立即反映到输出引脚，这是一种典型的组合逻辑电路结构；GAL输出通道的五种构型E型结构的特点是：三态门控制端接一个与门输出端，在逻辑设计时，注意要