无人机电子技术基础课件 8.7 可编程逻辑器件(PLD)

《无人机电子技术基础》可编程逻辑器件(PLD)目录一、PLD的特点和分类二、PLD的基本结构三、PLD表示法四、PLD的应用PLD的特点和分类01一、PLD的特点和分类1.PLD的特点可编程逻辑器件，简称PLD（ProgrammableLogicDevice，）：是20世纪70年代发展起来的一种大规模集成电路，是一种通用型器件。主要是一种与或两级结构的器件，其逻辑功能是由用户通过对器件编程来自行设定的。PLD的集成度很高，足以满足一般数字系统的要求。一、PLD的特点和分类1.PLD的特点一个PLD芯片中集成了大量的基本逻辑单元和可编程的连接元件。通过对这些连接元件的编程，就可以方便地设计出具有各种不同逻辑功能的专用集成电路。PLD具有成本低、设计周期短、构成系统体积小和电路可靠等特点。一、PLD的特点和分类2.PLD的分类PLD简单PLD复杂PLDPROM（可编程只读存储器）PLA（可编程逻辑阵列）PAL（可编程阵列逻辑）GAL

(通用阵列逻辑)FPGA（现场可编程门阵列）CPLD（复杂可编程逻辑器件）（低密度PLD）（高密度PLD）PLD的基本结构02二、PLD的基本结构1.PLD的基本结构输入电路：输入电路中的缓冲电路可产生输入变量的原变量和反变量，并提供驱动能力。与门阵列：由多个多输入与门组成，用以产生输入变量的各乘积项。或门阵列：由多个多输入或门组成，用以产生或项，即将输入的某些乘积项相加。输出电路：产生输出信号，提供反馈信号。总体可分为固定输出和可组态输出两大类。PLD表示法03三、PLD的表示法1.PLD硬件的连接方法╳（a）固定连接（b）可编程连接（c）断开连接（a）实点连接表示硬线连接，即固定连接，不能够通过编程改变。（b）╳连接表示可编程连接，即可通过用户编程实现接通连接。（c）交叉点无╳和实点表示无任何连接，称断开连接。三、PLD的表示法2.PLD表示法（1）输入缓冲器AA1AA（a）一般画法（b）PLD中的习惯画法两个输出是其输入的原码和反码。三、PLD的表示法2.PLD表示法&AYBCY=ABC&ABCY╳D（b）传统表示法（a）PLD表示法乘积项输入项输入A、B、C、D称为输入项，通过与门输出Y=ABC称为乘积项，也称为与项。（2）与门三、PLD的表示法2.PLD表示法≥1AYBD（b）传统表示法（a）PLD表示法Y=A+B+D≥1ABCY╳D╳输出Y=A+B+D称为和项，也称为或项。（3）或门三、PLD的表示法3.常见电路的PLD表示法（1）PROM电路的PLD表示法因为PROM的与或逻辑部分分别对应地址译码器和存储矩阵，而地址译码器输出的是输入地址的全部最小项，因此它是由固定的与阵列和可编程的或阵列组成。&&&&&&&&≥1≥1≥1I2I1I0Q2Q1Q0╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳与阵列（固定）或阵列（可编程）三、PLD的表示法3.常见电路的PLD表示法（1）PROM电路的PLD表示法由于PROM的“与”阵列为“全译码”阵列，当输入有n个变量时，有2n个与项，阵列较大、开关时间较长。PROM的主要用途还是作为存储器。&&&&&&&&≥1≥1≥1I2I1I0Q2Q1Q0╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳与阵列（固定）或阵列（可编程）三、PLD的表示法3.常见电路的PLD表示法（2）PLA电路的PLD表示法与阵列（可编程）或阵列（可编程）&&&&&&&&≥1≥1≥1I2I1I0Q2Q1Q0╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳PLA可编程逻辑阵列，是在PROM基础上发展的一种可编程逻辑器件，它与PROM都是基于与或表达式。任何一个复杂的逻辑函数式都可以变换成与一或表达式，所以，可利用PLA来实现逻辑函数。三、PLD的表示法3.常见电路的PLD表示法（2）PLA电路的PLD表示法与阵列（可编程）或阵列（可编程）&&&&&&&&≥1≥1≥1I2I1I0Q2Q1Q0╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳由于PLA的“与阵列”、“或阵列”均可编程，它的灵活性最高，在实现逻辑函数功能时，只需要编程连接所需要的乘积项，使得阵列规模相对应PROM要小得多。PLD应用04四、PLD的应用1.用PROM实现组合逻辑函数例1：试用PROM实现下列多输出逻辑函数。解：求出Y1、Y2、Y3的最小项之和的标准形式Y1=m0+m1+m4+m6Y2=m2+m3+m5Y3=m1+m3+m6+m7四、PLD的应用1.用PROM实现组合逻辑函数由于逻辑函数表达式Y1有4个最小项，对应或门输出Y1；函数式Y2中有3个最小项，对应或门输出Y2；函数式Y3中有4个最小项，对应或门输出为Y3。&&&&&&&&≥1≥1≥1ABCY1Y2╳╳╳╳╳╳╳m0m1m3m2m4m5m6m7Y3╳╳╳╳与阵列（固定）或阵列（可编程）Y1=m0+m1+m4+m6Y2=m2+m3+m5Y3=m1+m3+m6+m7四、PLD的应用例2：试用PLA实现下列多输出逻辑函数。解:①将逻辑函数转变成最简与或表达式。（采用公式法或卡诺图法化简。）2.用PLA实现组合逻辑函数四、PLD的应用②根据最简与或表达式画阵列图。与或表达式中包含6个乘积项，因此，在PLA的与阵列中只用到6个与门，然后再连接对应三个或门进行输出。&&&&&&&&≥1≥1≥1ABCY1Y2╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳╳Y3与阵列（可编程）或阵列（可编程）2.用