第8章可编程逻辑器件ppt课件.ppt

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1、8.1概述一、PLD的基本特点1.数字集成电路从功能上有分为通用型、专用型两大类2.PLD的特点：是一种按通用器件来生产，但逻辑功能是由用户通过对器件编程来设定的第八章可编程逻辑器件（PLD,ProgrammableLogicDevice）第八章可编程逻辑器件（PLD,ProgrammableLogicDevice）数字系统PROM是最早的PLDPAL可编程逻辑阵列FPLA现场可编程阵列逻辑GAL通用阵列逻辑EPLD可擦除的可编程逻辑器件FPGA现场可编程门阵列ISP-PLD在系统可编程的PLD二、P

2、LD的发展和分类低密度PLD高密度PLD三、LSI中用的逻辑图符号(d)(e)8.2现场可编程逻辑阵列FPLA组合电路和时序电路结构的通用形式A0~An-1W0W(2n-1)D0Dm8.2FPLA组合电路和时序电路结构的通用形式8.2FPLA组合电路和时序电路结构的通用形式当M=0时，门G8的输出为1，三态门G1---G6打开，工作状态。当M=0，PR/OE=1时，门G7的输出为1，各个JK触发器复位。8.3.1PAL的基本电路结构一、基本结构形式可编程“与”阵列+固定“或”阵列+输出电路最简单的形式

3、为：二、编程单元出厂时，所有的交叉点均有熔丝。8.3PAL（ProgrammableArrayLogic）8.3.2PAL的输出电路结构和反馈形式一.专用输出结构用途：产生组合逻辑电路用途：组合逻辑电路；有三态控制可实现总线连接；可将输出作输入用。二.可编程输入/输出结构三.寄存器输出结构用途：产生时序逻辑电路四.异或输出结构时序逻辑电路；还可便于对“与-或”输出求反五.运算选通反馈结构时序逻辑电路五.运算选通反馈结构可产生A、B的十六种算术、逻辑运算8.3.3PAL的应用举例例8.3.1用PAL器件

4、设计一个数值判别电路。要求判断4位二进制数DCBA的大小属于0~5、6~10、11~15三个区间的哪一个之内。（选用PAL14H4实现之）例8.3.2用PAL器件设计一个4位循环码计数器，并要求所设计的计数器具有置零和对输出进行三态控制的功能。（选用PAL16R4实现之）8.4通用阵列逻辑GAL8.4.1电路结构形式可编程“与”阵列+固定“或”阵列+可编程输出逻辑宏单元OLMC编程单元：采用E2CMOS可改写GAL16V8内部逻辑电路结构图8.4.2OLMC---输出逻辑宏单元数据选择器TS8.4.3

5、GAL的输入和输出特性GAL是一种较为理想的高输入阻抗器件GAL输出缓冲级8.5可擦除的可编程逻辑阵列EPLD一、结构特点相当于“与-或”阵列（PAL）+OLMC二、采用EPROM工艺集成度提高8.7现场可编程门阵列FPGA一、基本结构1.IOB2.CLB可编程逻辑3.IR互连资源4.SRAM1.输入/输出模块IOB可以设置为输入/输出；输入时可设置为：同步（经触发器）异步（不经触发器）2.可编程逻辑模块CLB本身包含了组合电路和触发器，可构成小的时序电路将许多CLB组合起来，可形成大系统。3.互连资

6、源IR分布式每一位触发器控制一个编程点4.SRAM二、编程数据的装载数据可先放在EPROM或PC机中通电后，自行启动FPGA内部的一个时序控制逻辑电路，将在EPROM中存放的数据读入FPGA的SRAM中“装载”结束后，进入编程设定的工作状态！！每次停电后，SRAM中数据消失下次工作仍需重新装载8.8在系统可编程通用数字开关（ispGDS）ispGDS22的结构框图8.9PLD的编程各种PLD均需离线进行编程操作，使用开发系统一、开发系统硬件：计算机+编程器软件：开发环境（软件平台）VHDL,Veri

7、logHDL真值表，方程式，电路逻辑图（Schematic）状态转换图（FSM）二、步骤抽象（系统设计采用Top-Down的设计方法）选定PLD选定开发系统编写源程序（或输入文件）调试，运行仿真，产生下载文件下载测试8.9PLD的编程isp器件的编程接口（Lattice）开发环境使用ispPLD的优点：不再需要专用编程器为硬件的软件化提供可能为实现硬件远程构建提供可能