第6章 可编程逻辑器件PLDppt课件.ppt

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1、第六章可编程逻辑器件PLD简介可编程逻辑器件PLD概述可编程逻辑器件PLD的基本单元可编程只读存储器PROM和可编程逻辑阵列PLA随机存取存储器RAM小结教学基本要求掌握：1、可编程只读存储器PROM、可编程逻辑阵列PLA的结构特点和区别2、利用EPROM、PLA实现逻辑函数的点阵图描述。熟悉：1、随机读写存储器RAM和只读存储器ROM的工作原理及应用。传统的逻辑系统:当规模增大时焊点多，可靠性下降；系统规模增加，成本升高；功耗增加；占用空间扩大。连接线与点增多抗干扰下降半定制标准单元（StandardCell）门阵列（GateArray

2、）可编程逻辑器件（ProgrammableLogicDevice）近年来PLD从芯片密度、速度等方面发展迅速，已成为一个重要分支。MAX7128S系统放在一个芯片内专用集成电路（简称ASIC）用户定制集成电路ASIC全定制（FullCustomDesignIC）厂商直接做出。如：表芯厂商做出半成品半定制（Semi-CustomDesignIC）第一节可编程逻辑器件PLD概述PLD是70年代发展起来的新型逻辑器件，相继出现了ROM、PROM、PLA、PAL、GAL、EPLD和FPGA等。一、PLD的基本结构与门阵列乘积项PLD主体输入电路输

3、入信号互补输入输出函数反馈输入信号可由或阵列直接输出，构成组合；通过寄存器输出，构成时序方式输出。可直接输出也可反馈到输入它们组成结构基本相似如下：输出既可以是低电平有效，又可以是高电平有效。或门阵列和项输出电路F2=B+C+D二、PLD的逻辑符号表示方法1.输入缓冲器表示方法AAA2.与门和或门的表示方法固定连接编程连接F1=A•B•C×PLD具有较大的与或阵列，逻辑图的画法与传统的画法有所不同。下图列出了连接的三种特殊情况:1.输入全编程，输出为0。2.也可简单地对应的与门中画叉，因此E=D。3.乘积项与任何输入信号都没有接通，相当与

4、门输出为1。下图给出最简单的PROM电路图，右图是左图的简化形式。实现的函数为：固定连接点（与）编程连接点（或）三、PLD的分类1．与阵列固定，或阵列可编程：可编程只读存储器PROM或可擦除编程只读存储器EPROMPLD基本结构大致相同，根据与或阵列是否可编程分为三类：2．与阵列，或阵列均可编程：可编程逻辑阵列PLA3．与阵列可编程，或阵列固定：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HDPLDABCBCA000001010111连接点编程时，需画一个叉。全译码1．与阵列固定，或阵列可编程地址A1A000011011

5、数据D3D2D1D00101101001111110例1用EPROM实现输出函数解：或阵列2.与、或全编程：代表器件是PLA（ProgrammableLogicArray）。在PLD中，它的灵活性最高。下图给出了PLA的阵列结构。由于与或阵列均能编程的特点，在实现函数时，所需的是简化后的乘积项之和，这样阵列规模比PROM小得多。××××可编程可编程不像PROM那样与阵列需要全译码。例1用PLA实现输出函数解：先把函数化为最简形式：乘积项共有三个与阵列或阵列3.与编程、或固定：代表器件PAL（ProgrammableArrayLogic）和

6、GAL（GenericArrayLogic）。在这种结构中，或阵列固定若干个乘积项输出。××每个交叉点都可编程。F1F1为两个乘积项之和。四、PLD的性能特点采用PLD设计数字系统和中小规模相比具有如下特点：1.减小系统体积：单片PLD有很高的密度，可容纳中小规模集成电路的几片到十几片；2.增强逻辑设计的灵活性：使用PLD器件设计的系统，可以不受标准系列器件在逻辑功能上的限制；3.缩短设计周期：由于可编程特性，用PLD设计一个系统所需时间比传统方式大为缩短；各种PLD的结构特点4.提高系统处理速度：用PLD与或两级结构实现任何逻辑功能，比

7、用中小规模器件所需的逻辑级数少。这不仅简化了系统设计，而且减少了级间延迟，提高了系统的处理速度；7.系统具有加密功能：某些PLD器件，如GAL或高密度可编程逻辑器件本身具有加密功能。设计者在设计时选中加密项，可编程逻辑器件就被加密。器件的逻辑功能无法被读出，有效地防止电路被抄袭。5.降低系统成本：由于PLD集成度高，测试与装配的工作量大大减少，避免了改变逻辑带来的重新设计和修改，有效地降低了成本；6.提高系统的可靠性：用PLD器件设计的系统减少了芯片数量和印制板面积，减少相互间的连线，增加了平均寿命,提高抗干扰能力，从而增加了系统的可靠性

8、；五、用PLD实现逻辑电路的方法与过程用可编程逻辑器件设计电路需要相应的开发软件平台和编程器，可编程逻辑器件开发软件和相应的编程器多种多样。可编程逻辑器件设计电路过程如下图所示。电路方设案计设