第10章 可编程逻辑器件 ppt课件.ppt

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1、第10章可编程逻辑器件10.2可编程阵列逻辑PAL、GAL的原理与应用10.3复杂可编程逻辑器件(CPLD)10.4现场可编程逻辑器件(FPGA)10.5CPLD/FPGA器件的编程与开发10.1可编程逻辑器件基础7/31/20211集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院第10章可编程逻辑器件10.2可编程阵列逻辑PAL、GAL的原理与应用10.3复杂可编程逻辑器件(CPLD)10.4现场可编程逻辑器件(FPGA)10.5CPLD/FPGA器件的编程与开发10.1可编程逻辑器件基础7/31/20212集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工

2、程学院10.1可编程逻辑器件基础10.1.1可编程逻辑器件的基本结构10.1.2可编程逻辑器件的分类及特点10.1.3PLD的电路结构及其表示方法7/31/20213集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院10.1.1可编程逻辑器件的基本结构PLD器件由输入控制电路、与阵列、或阵列以及输出控制电路组成。反馈数据输入···输入控制···输出与阵列或阵列输出控制图10-1-1PLD的基本结构7/31/20214集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院10.1.2可编程逻辑器件的分类及特点PROM：与阵列固定、或阵列可编程PLA：与阵列和或阵

3、列均可编程PAL：与阵列可编程、或阵列固定GAL：具有可编程输出逻辑宏单元SPLDCPLDFPGA：一个芯片上集成多个可编程的互连SPLD：现场可编程门阵列7/31/20215集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院10.1.3PLD的电路结构及其表示方法一个二进制函数的输出，可以用其输入函数的最小项之和来实现。因此任一函数的输出就可以用积或两级逻辑电路来实现。1.可编程逻辑器件中逻辑的实现方法图10-1-2积或两级逻辑电路P(n)≥1I1In&I1In&7/31/20216集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院这种方法同样适用

4、于多输出的情况，而每个输出是由其自己的积项和来形成，如图所示。图10-1-3多输出积或两级逻辑电路P1≥1I1I3&I2I1I3&I2≥1I1I3&I2≥1I1I3&P2P37/31/20217集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院对一个具有多输入和多输出的逻辑电路，可用一个与阵列和一个或阵列来实现，如图所示。图10-1-4多输入多输出逻辑电路mP1Pi或阵列nI1In与阵列F1Fm7/31/20218集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院具有3输入和3输出的组合逻辑电路应用正逻辑规则时，用NMOS电路实现的具体电路结构如图所示。图

5、10-1-5(a)用NMOS电路实现逻辑电路I1I3I2P1P2P3F1F2F3VccF4Vcc与阵列或阵列7/31/20219集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院要使阵列中的输出与输入变量发生联系时，只要在相关的输出和输入相交处接一个MOS场效应管，该管的栅极接到输入线上，而漏极接到输出线，源极接地，如图10-1-6(a)所示。图10-1-6输出与输入交集之间的关系若采用双极型晶体管时，则晶体管的基极接到输入线上，发射极通过熔丝接到输出线上，集电极接电源VCC，如图10-1-6(b)所示。输入线输出线(a)Vcc输入线输出线(b)7/31

6、/202110集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院2.可编程逻辑器件PLD表示方法(1)输入缓冲单元ABC图10-1-7PLD缓冲器表示法PLD的输入缓冲单元由若干个缓冲器组成，每个缓冲器产生该输入变量的原变量和反变量，其逻辑表示方法如图所示。A1BC图中B＝A，C＝A。7/31/202111集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院(2)与门和或门图10-1-8与门和或门的PLD表示法(a)D=A·CACB&D≥1D竖线为输入项，×ACB×(b)D=A+C交叉点处的编程器件接通输入线和积项线，称为接通连接，以“×”表示，编程器件不连

7、通输入线与积项线，称为断开连接，则交叉点处无“×”号。横线为积项线，输入线与积项线的交叉点是编程点。输入线和积项线的交叉点处是内部固定接通的，称为硬线连接，以实圆点“·”来表示。7/31/202112集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院(3)简化的PLD表示图10-1-9简化PLD表示法(a)PLD表示法D&ABBA(b)简化PLD表示法D&ABBA使用简化符号，可以清晰地将这类情况表示出来。这种表示方法意味着该乘积项输出总为逻辑“0”。在PLD的逻辑描述中常用一种简化的逻辑表示方法，即输入项全部被接入的与门表示方法。7/31/202113

8、集成电路原理及应用山东理工大学电气与电子工程学院10.2可编程阵列逻辑PAL和GAL的原理与应