组合可编程逻辑器PPT培训资料

1、1,一、数字电路的发展与可编程器件的出现,概 述,集成度,高效、低耗、高精度、高稳定、智能化,VLSIC,LSIC,SSIC,MSIC,4.5 组合可编程逻辑器件,2,专用型：ASIC （Application Specific Integratel Circuit,逻辑功能,通用型：54/74系列、74HC系列、74HCT系列等,可编程器件 (PLD : Programmable Logic Device,VLSIC,3,二、PLD的发展态势,向低电压和低功耗方向发展， 5V 3.3V 2.5V 1.8V 更低,向高集成度、高速度方向发展 集成度已达到400万门以上,向数、模混合可编程方向发

2、展,向内嵌多种功能模块方向发展 RAM，ROM，DSP，CPU等,4,按集成密度划分为,三、可编程逻辑器件的分类,5,4.5.1 PLD的结构、表示方法,与门 阵列,或门 阵列,乘积项,和项,PLD主体,输入 电路,输入信号,互补 输入,输出 电路,输出函数,可由或阵列直接输出，构成组合输出； 通过寄存器输出，构成时序方式输出,1、PLD的基本结构,6,7,2. PLD的逻辑符号表示方法,1) 连接的方式,8,2)基本门电路的表示方式,F1=ABC,与门,或门,A,B,C,L,A,B,C,1,L,D,F1=A+B+C+D,9,三态输出缓冲器,输出恒等于0的与门,输出为1的与门,输入缓冲器,10

3、,3) 编程连接技术,PLD表示的与门,熔丝工艺的与门原理图,L=ABC,11,高电平,A、B、C有一个输入低电平0V,A、B、C三个都输入高电平+5V,低电平,L=ABC,L=AB,12,A、B、C 中有一个为0,A、B、C 都为1,输出为0,输出为1,L=AC,L=ABC,X,X,器件的开关状态不同, 电路实现逻辑函数也就不同,1 0 1,1 1 1,13,4) 浮栅MOS管开关,用不同的浮栅MOS管连接的PLD，编程信息的擦除方法也不同。SIMOS管连接的PLD，采用紫外光照射擦除；Flotox MOS管和快闪叠栅MOS管，采用电擦除方法,浮栅MOS管,叠栅注入MOS(SIMOS)管,浮

4、栅隧道氧化层MOS(Flotox MOS)管,快闪(Flash)叠栅MOS管,14,当浮栅上带有负电荷时，使得MOS管的开启电压变高，如果给控制栅加上VT1控制电压，MOS管仍处于截止状态,a.叠栅注入MOS(SIMOS)管,15,导通,截止,若要擦除，可用紫外线或X射线，距管子2厘米处照射15-20分钟,16,L=BC,17,浮栅延长区与漏区N+之间的交叠处有一个厚度约为80A (埃)的薄绝缘层遂道区,当遂道区的电场强度大到一定程度，使漏区与浮栅间出现导电遂道，形成电流将浮栅电荷泄放掉,遂道MOS管是用电擦除的，擦除速度快,b.浮栅隧道氧化层MOS(Flotox MOS)管,18,结构特点:

5、 1.闪速存储器存储单元MOS管的源极N+区大于漏极N+区，而SIMOS管的源极N+区和漏极N+区是对称的； 2. 浮栅到P型衬底间的氧化绝缘层比SIMOS管的更薄,c.快闪叠栅MOS管开关 （Flash Memory) （自学,特点：结构简单、集成度高、 编程可靠、擦除快捷,19,PLD中的三种与、或阵列,与阵列、或阵列 均可编程(PLA,与阵列固定，或阵 列可编程(PROM,与阵列可编程，或 阵列固定(PAL和 GAL等,三种与、或阵列有什么特点,输出函数为最小 项表达式,输出函数的乘积项数不可变每个乘积项所含变量数可变,输出函数的乘积项数可变每个乘积项所含变量数可变,20,4.5.2 组

6、合逻辑电路的 PLD 实现,例1 由PAL构成的逻辑电路如图所示，试写出该电路的逻辑表达式，并确定其逻辑功能,写出该电路的逻辑表达式,21,AnBnCn,AnBn,AnCn,BnCn,全加器,22,例2：试写出该电路的逻辑表达式,23,复习思考题,1、PLD由哪几部分组成？ 2、PLD编程连接技术分哪几类？ 3、浮栅MOS管编程信息的擦除方法主要有哪些？ 4、列举四种类型的PLD器件，并简单说明其结构。 5、课后习题,24,本章小结(1,组合逻辑电路的输出状态只决定于同一时刻的输入状态，它可由逻辑门电路以及可编程器件（PLD）等组成。 分析组合逻辑电路的目的是确定已知电路的逻辑功能，其步骤大致

7、是：写出各输出端的逻辑表达式化简和变换逻辑表达式列出真值表确定功能。 设计组合逻辑电路的目的是根据提出的实际问题，设计出逻辑电路。设计步骤大致是：明确逻辑功能列出真值表写出逻辑表达式逻辑化简和变换画出逻辑图。 典型的中规模组合逻辑器件包括编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器和算术逻辑运算单元等。这些组合逻辑器件除了具有其基本功能外，通常还具有输入使能、输出使能、输入扩展、输出扩展功能，使其功能更加灵活，便于构成较复杂的逻辑系统,25,本章小结(2,应用组合逻辑器件进行组合逻辑电路设计时，所应用的原理和步骤与用门电路时基本一致，但也有其特殊之处。 （1）对逻辑表达式的变换与化简应尽可能与组合逻辑器件的形式一致，而不是尽量简化。 （2）设计时应考虑充分利用器件本身的功能。同种类型的器件有不同的型号，在满足设计要求的前提下，尽量选用简单的器件，器件数也尽可能少。 （3）如果只需一个组合器件就可以满足要求，则需要对有关使能、扩展或者多余输入端作适当的处理。如果一个组合器件不能满足设计要