在系统可编程技术与应用第二章LD

第二章可编程逻辑器件原理与应用2.1可编程逻辑器件的表示法、基本结构2.2可编程只读存储器2.3可编程阵列逻辑器件PAL2.4通用阵列逻辑器件GAL12.1可编程逻辑器件的表示法、基本结构

2.1.1可编程逻辑器件的表示法电路符号表示：表2–1电路符号表示2图2–1PLD缓冲器表示法

1.

PLD缓冲器表示法

4图2–2

与门表示法由于PLD阵列规模较大，因此采用简化方法：

竖线：为一组输入信号，与横线交叉点的状态表示输入信号是否接到输入端。2.

PLD与门表示法53.PLD连接法“·”：表示固定连接，不能通过编程改变；“×”：表示可编程连接，可以通过编程将其断开；既无“·”也无“×”：表示断开。图2–3PLD连接法3图2–4PLD中与阵列的表示

与门乘积项4.PLD中与阵列的表示

65.PLD中或阵列的表示或门或项图2–5PLD中或阵列的表示

7图2–6

与门的省缺情况6.与门的省缺情况82.1.2可编程逻辑器件的基本结构

图2–7

PLD的基本结构图输入电路与阵列输出电路或阵列输入项乘积项或项输入输出

PLD的基本结构如图2–7所示，它由输入电路、与阵列、或阵列、输出电路四部分组成。9PLD的基本结构图输入电路与阵列输出电路或阵列输入项乘积项或项输入输出输入缓冲电路用以产生输入变量的原变量和反变量，并提供足够的驱动能力。输入缓冲电路(a)一般画法(b)PLD中的习惯画法(a)(b)AAAAAA1.输入电路10由多个个多输输入与与门组组成，，用以以产生生输入入变量量的各各乘积积项。。例如

CABCCABBAW7=ABCABCW0=与阵列PLD的基本结构图输入电路与阵列输出电路或阵列输入项乘积项或项输入输出2.与阵列列11由多个个多输输入与与门组组成，，用以以产生生输入入变量量的各各乘积积项。。PLD的基本结构图输入电路与阵列输出电路或阵列输入项乘积项或项输入输出CABCCABBAW7=ABCABCW0=●●●●●●与阵列的

PLD

习惯画法2.与阵列列12由图可得Y1=ABC+ABC+ABCY2=ABC+ABCY3=ABC+ABC例如

ABC●●●Y3Y2Y1●●●●●●●●●●●●●与阵列或阵列PLD的基本结构图输入电路与阵列输出电路或阵列输入项乘积项或项输入输出由多个个多输输入或或门组组成，，用以以产生生或项项，即即将输输入的的某些些乘积积项相相加。。3.或阵列13PLD的基本结构图输入电路与阵列输出电路或阵列输入项乘积项或项输入输出

PLD的输出回路因器件的不同而有所不同，但总体可分为固定输出和可组态输出两大类。4.输出电路14PLD的基本结构构组成功能输入电路输入缓冲器产生输入变量的原变量和反变量与阵列与门阵列产生输入变量的与项(乘积项)或阵列或门阵列将与阵列输出的乘积项有选择的进行或运算，形成与或式，实现各种与、或结构的函数输出电路三态门寄存器产生输出信号，提供反馈信号表2–2PLD的基基本结构15PLD的基本结构构电路主体是是“与阵列列”和“或或阵列”，从输出端端可得到输输入变量的的乘积项之之和，因此此可实现任任何组合逻逻辑函数。。再配以触发发器，就可可实现时序序逻辑函数数。16类型与阵列或阵列输出电路PROM(可编程ROM)固定可编程固定FPLA(FieldProgrammableLogicArray)可编程逻辑阵列可编程可编程固定PAL(ProgrammableArrayLogic)可编程阵列逻辑可编程固定固定GAL(GeneticArrayLogic)通用阵列逻辑可编程固定可组态PLD结构汇总表表表2–3PLD结构构汇总表171.PROM结构图2–8PROM结结构182.FPLA结构图2–9基基本的FPLA结构构192.可编编程程逻逻辑辑阵阵列列FPLAFPLA的的与与阵阵列列及及或或阵阵列列均均是是可可编编程程的的，，其其灵灵活活性性较较大大，，但但也也带带来来编编程程困困难难、、价价格格较较高高的的问问题题。。FPLA器器件一一般采采用熔熔丝工工艺，，一次次编程程后，，不能能再改改写，，给使使用者者带来来不方方便，，而且且一旦旦选用用了某某种FPLA电电路。。其输输出和和反馈馈结构构也就就固定定下来来，不不能再再作改改动。。203.PAL结构图2–10PAL结构213.可编程阵列列逻辑PAL双极型工艺艺制作，熔熔丝编程方方式。与阵列可编编程，或阵阵列固定。。通过对与逻逻辑阵列编编程可以获获得不同形形式的组合合逻辑函数数。常见的PAL器件中中，输入变变量最多的的可达20个，与阵阵列的乘积积项有80个，或逻逻辑阵列输输出端最多多有10个个，每个或或门的输入入端最多达达到16个个。。PAL工作作速度高，，价格较便便宜。224.通用阵列逻逻辑GALGAL可重重复编程、、工作速度度高、价格格低、具有有强大的编编程工具和和软件支撑撑，并且用用可编程的的输出逻辑辑宏单元取取代固定输输出电路，，因而功能能更强。231．PLD主要由哪哪几部分组组成？各部部分有什么么作用？2．按编程程部位分，，PLD分分几种类型型？3．PLD的主要优优点有哪些些？4．PAL的结构特特点是什