1第6章

可編程邏輯器件PLD:

Programmable

LogicDevice2PLD是廠家作為一種通用型器件生產(chǎn)的半定制電路，用戶可以利用軟、硬件開發(fā)工具對(duì)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)和編程，使之實(shí)現(xiàn)所需要的邏輯功能。

6.1PLD概述PLD內(nèi)部包含有豐富的邏輯部件（如各種門電路、開關(guān)、觸發(fā)器等）和連線，各邏輯部件相互不連接或局部連接。用戶可通過配置器件內(nèi)部邏輯部件的互連關(guān)系、分配PLD管腳的用途，即所謂的編程，實(shí)現(xiàn)多種邏輯功能。同一種PLD器件，其內(nèi)部邏輯部件的互連關(guān)系不同、引腳的分配方案不同，實(shí)現(xiàn)的邏輯功能也不同，給使用者帶來了極大的方便3開發(fā)過程

DesignEntryCompile

SimulationProgramming(Download)PLD的開發(fā)流程示意圖

4三、多路選擇器6.1.1PLD的表示方法一、輸入緩沖電路

二、門電路及導(dǎo)線連接表示

6.1PLD概述51AAA連接方式表示PLD輸入緩沖電路

6PLD中的與門、或門表示7PLD中的多路選擇器00011011ABCDC0FC186.1.2可編程功能的實(shí)現(xiàn)6.1PLD概述96.1.3PLD的制造工藝6.1PLD概述⑤基于FLASH技術(shù)的PLD③紫外線可擦除的PLD④電可擦除的PLD⑥基于SRAM技術(shù)的PLD②基于熔絲/反熔絲基數(shù)的PLD①基于掩模技術(shù)的PLD106.矮1.遙4揚(yáng)P囑LD的分沃類6.脈1旦PL解D概述一、PL蜘D的集勢(shì)成度至分類可編潤(rùn)程邏舊輯器向件PL愧D低密度頌可編悠程邏丘輯器頂件LDPL吸D高密度樸可編蠶程邏夕輯器妹件HDPL規(guī)DPR渠OMPL徹APA胃LGA案LCP撓LDFP蘇GA111.低密新度可妹編程業(yè)邏輯掌器件(L客DP天LD憶:Lo關(guān)w-像De揚(yáng)ns揀it迅y燦PL勝D)(1片)PR顫OM誦(Pr害og存ra劫mm上ab承l(wèi)e繞R艘OM)與陣牛列固返定，?；蜿嚿塘锌善幊棠?。(2液)PL演A(遭Pr眉o(jì)g期ra冶mm壇ab武le匠L協(xié)og岔ic甚A俱rr爸ay屋)與陣偵列、持或陣喬列都猶可編搞程。(3悔)PA扁L(腿Pr塔og懇ra域mm象ab巖le燭A貧rr忙ay脫L砍og表ic賞)與陣婚列可禿編程過，或紗陣列果固定完。(4盒)GA有L(厘Ge香ne增ri饞c演Ar悉ra譜y走Lo溉gi湊c廊)大部欲分與活陣列伍可編獎(jiǎng)程，爐或陣喪列固森定。12LD拌PL勇D的分彎類與鏟結(jié)構(gòu)名稱與陣列或陣列輸出部分PROM固定可編程固定PLA可編程可編程固定PAL可編程固定固定GAL可編程固定可配置132.高密械度可賄編程志邏輯榜器件(H半DP疑LD停:Hi費(fèi)gh倚-D汪en剖si勁ty建P地LD)(1裂)C礦PL物D帳(Co誼mp井le酸x次PL夜D)20世紀(jì)80年代辯中。20世紀(jì)80年代旺中。(2就)宅F(xiàn)P作GA證(Fi訪el晚d種Pr戴og待ra瞧mm厭ab摸le濤G現(xiàn)at狂e喊Ar診ra物y)146.庭1.提4致P歉LD的分禽類6.事1趙PL彩D概述一、PL許D的集印成度租分類二、PL儀D的制執(zhí)造工色藝分扔類三、按編閣程方冠法分類15PL檢D的基偵本結(jié)療構(gòu)一、PL渣D實(shí)現(xiàn)另各種紀(jì)邏輯刪功能丹的依暢據(jù)二、獻(xiàn)傳統(tǒng)PL趨D的總姑體結(jié)縱構(gòu)圖傳統(tǒng)PL巴D的總筋體結(jié)逝構(gòu)輸出電路輸入電路與陣列或陣列外部數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出輸入項(xiàng)乘積項(xiàng)和項(xiàng)反饋……6.轎1容PL課D概述16一、尖基本片結(jié)構(gòu)：地址壯譯碼奶器、賞存儲(chǔ)到單元矩陣、輸派出電船路存1，字拐線W和位虎線b間接捧二極怠管；存0，字豎線W和位柱線b間不傳接二摘極管羽。二、測(cè)工作準(zhǔn)原理6.貌2可編料程只設(shè)讀存棒儲(chǔ)器逃（PR育OM）6.駱2.軌1暴P勝RO裹M的結(jié)谷構(gòu)和幣功能17邏輯不關(guān)系崇：譯碼器部分的輸出變量和輸入變量（包括原

變量和反變量）構(gòu)成“與”的關(guān)系。存儲(chǔ)矩陣和輸出電路部分的輸出變量和存儲(chǔ)

矩陣的輸入變量構(gòu)成“或”的關(guān)系。譯碼器部分的輸出變量和輸入變量（包括原

變量和反變量）構(gòu)成“與”的關(guān)系。二、頂工作焦原理6.道2可編盒程只礙讀存臘儲(chǔ)器笑（PR頃OM）6.螞2.篩1妨P蔥RO事M的結(jié)盜構(gòu)和誼功能182.實(shí)現(xiàn)繩組合餃邏輯庸函數(shù)例9.眼1.喚1試用RO哀M實(shí)現(xiàn)夠如下直組合干邏輯駛函數(shù)椒。首先白應(yīng)將酸以上局兩個(gè)齡邏輯毛函數(shù)愈化成數(shù)由最顛小項(xiàng)組成套的標(biāo)蹲準(zhǔn)“漏與-或”村式,即解:6.褲2可編狠程只盯讀存坑儲(chǔ)器還（PR晃OM）6.錢2.鄭2侄R岔OM的應(yīng)徒用192.實(shí)現(xiàn)陳組合嘩邏輯訪函數(shù)例9.瘡1.險(xiǎn)1試用RO耍M實(shí)現(xiàn)蒸如下邊組合災(zāi)邏輯視函數(shù)勺。解:6.彼2可編廟程只線讀存毒儲(chǔ)器?。≒R均OM）6.漸2.裂2技R曬OM的應(yīng)宵用采用避有3位地請(qǐng)址碼切、2位數(shù)愛據(jù)輸償出的8字節(jié)×2位RO辰M。將A、B、C3個(gè)變?nèi)糠謬W別接散至地礙址輸入箏端A2A1A0。按爸邏輯屋函數(shù)陳要求輔存入雙相應(yīng)被數(shù)據(jù),即可嫩在數(shù)仇據(jù)輸義出端D0、D1得到F1和F2,其20RO軍M陣列拴如圖默所示111(D1)(D0)F2F1ABC21圖&≥16.木3可編耗程邏象輯陣技列（PL嗚A）6.賞3.秤1起P覽LA的結(jié)專構(gòu)與鏟應(yīng)用與陣斥列可圈編程與陣恥列可割編程22PL林A應(yīng)用押舉例例佳用PL擊A器件穩(wěn)實(shí)現(xiàn)嚷函數(shù)解：用PL蛇A器件炊實(shí)現(xiàn)艘，需3個(gè)輸叛入端規(guī)，2個(gè)輸棍出端縱。用卡殖諾圖類法化街簡(jiǎn)，饞得出F1、F2的最悔簡(jiǎn)與欲或式扁：相應(yīng)匆的實(shí)厘現(xiàn)電省路如射圖所斤示。23圖用PL秤A實(shí)現(xiàn)息組合紡函數(shù)鉛的設(shè)鼓計(jì)&≥124除了地具有婚與陣次列和跑或陣漸列以漢外，示還有劣輸出查和反束饋電腳路：專用郵輸出閣結(jié)構(gòu)可編期程輸后入/輸出者結(jié)構(gòu)寄存霉器輸家出結(jié)諒構(gòu)異或拖輸出碎結(jié)構(gòu)6.少3可編河程邏繭輯陣埋列（PL頓A）6.暖3.境2督P復(fù)AL的結(jié)妻構(gòu)與魔應(yīng)用25例1：用PA婆L設(shè)計(jì)千一個(gè)怠帶使白能端纏（低飲電平汪有效徐）的2/穿4線譯瞞碼器塔，輸?shù)瘸龅蛙涬娖脚P有效馳。解：椅使能姨輸入創(chuàng)：EN；譯碼胸地址程輸入慣：A1和A0；輸出妨為：Y0氏,Y1沫,Y2蠅,Y3。由真憂值表耽可知粒：Y0飯=A1A0望,Y1腸=A1林A0壯,Y2姨=A麗1A0搶,Y3嘩=A媽1A瓜0,最好晝選用找低電滑平輸哈出有逮效的友專用陡輸出它結(jié)構(gòu)若或可浪編程I/辦O型PA袋L。由啟要求奔有使懂能輸辭出，窩應(yīng)選娘用帶蝦有三榜態(tài)輸盼出的PA匠L器件蕉。選啞用PA謹(jǐn)L1辰6L捧8器件環(huán)實(shí)現(xiàn)暗的簡(jiǎn)澤化示訴意如諷圖：2611EN11EN11EN11EN111ENA0A1Y0Y1Y2Y3例1實(shí)現(xiàn)肚電路籮圖27PA善L的優(yōu)粱點(diǎn)：①槽提高倦了功確能密遷度，督節(jié)省念了空局間。責(zé)通常燒一片PA教L可以宇代替4～12片SS寧I或2～4片MS雹I。同膛時(shí)，堅(jiān)雖然PA測(cè)L只有20多種犁型號(hào)壘，但測(cè)可以獨(dú)代替90％的販通用衣器件笛，因消而進(jìn)褲行系許統(tǒng)設(shè)謊計(jì)時(shí)旅，可抓以大千大減抄少器氧件的或種類踢。②提高我了設(shè)象計(jì)的橋靈活睛性，知且編顧程和月使用風(fēng)都比蝦較方演便。③偵有上辛電復(fù)疾位功傾能和助加密繞功能奸，可時(shí)以防勁止非瞎法復(fù)為制。2820世紀(jì)80年代棍初，丘美國(guó)La飽tt蓮ic耕e半導(dǎo)澤體公錄司研爹制。GA捉L的結(jié)仍構(gòu)特多點(diǎn)：碧輸出兵端有肉一個(gè)驅(qū)組態(tài)術(shù)可編蓮程的經(jīng)輸出稠邏輯恰宏單鑄元OL叨MC，通育過編學(xué)程可桂以將GA暴L設(shè)置題成不伸同的辛輸出劈燕方式秘。這維樣，險(xiǎn)具有惜相同摧輸入軟單元笑的GA跌L可以霉實(shí)現(xiàn)PA駝L器件薯所有寧的輸核出電艇路工課作模夫式，惑故而駛稱之肺為通士用可而編程付邏輯況器件寄。GA刻L與PA吸L的區(qū)腸別：錦①PA友L是PR窄OM熔絲蜂工藝愛，為劃一次蛇編程住器件售，而GA巖L是E2PR紀(jì)OM工藝前，可面重復(fù)壇編程師；②PA估L的輸胞出是赴固定趕的，摸而GA狀L用一洪個(gè)可撐編程樹的輸厚出邏佩輯宏民單元劣（OL往MC）做懇為輸適出電娛路。GA必L比PA房誠(chéng)L更靈莖活，角功能勵(lì)更強(qiáng)襖，應(yīng)挎用更遞方便幟，幾多乎能眼替代仁所有恰的PA伸L器件嚴(yán)。6.煌4通用唇陣列染邏輯佛（GA矩L）296.談4通用伶陣列貿(mào)邏輯偽（GA禽L）GA滑L是低相密度PL修D(zhuǎn)，因乞此，涂它的謠結(jié)構(gòu)升和前振述的候低密柔度PL捐D類似嫌。如GA喬L1腸6V噸8，GA乒L2奏0V月8等。但是GA板L的輸比出電添路更乘為復(fù)盈雜，墨靈活垮性大甘，不享需要糞用戶善來選墻擇芯楊片。30一、GA灶L1鉗6V拴8總體縱結(jié)構(gòu)8個(gè)輸疑入緩淺沖器捐（引通腳2~胖9）；8個(gè)輸促出緩勉沖反相器（蟻引腳12逮~1獨(dú)9）；8個(gè)輸矮出反我饋/輸入蛾緩沖傲器（香既可滔做輸盜入也捉可做倦輸出拾），礎(chǔ)因此歐為16皇V8；1個(gè)時(shí)痛鐘輸躍入緩企沖器胡；1個(gè)選稠通信技號(hào)輸俱入反相器；20個(gè)引薯腳的栗器件碰；31基本顧包含辮三種誓結(jié)構(gòu)派：CP屠LD是陣院列型慚高密噴度可娘編程河控制教器，化其基憶本結(jié)辟構(gòu)形烤式和PA峰L、GA獨(dú)L相似污，都畝由可晨編程甜的與鑒陣列田、固叉定的及或陣下列和特邏輯剝宏單廳元組省成，更但集狹成規(guī)蛛模都話比PA禮L和GA紋L大得屯多。邏輯候陣列源塊（LA旁B）可編象程I/撫O單元可編然程連游線陣帽列（PI互A）6.梨5復(fù)雜肅可編捎程邏蘆輯器摘件（CP班LD）32CP閱LD的結(jié)根構(gòu)圖33⑴邏輯迅陣列惰塊（LA脫B）一個(gè)LA闖B由十盆多個(gè)憐宏單錢元的甲陣列侄組成彩。每個(gè)愈宏單奇元由額三個(gè)飄功能滲塊組逢成：邏輯撫陣列乘積銅項(xiàng)選毒擇矩債陣可編較程寄闖存器它們荒可以饅被單恢獨(dú)的恐配置泥為時(shí)遇序邏晃輯或哀組合乓邏輯般工作濫方式已。如果括每個(gè)早宏單嗚元中霧的乘蓋積項(xiàng)愛不夠辦用時(shí)食，還申可以叛利用嫂其結(jié)榜構(gòu)中貿(mào)的共家享和最并聯(lián)路擴(kuò)展魯乘積惱項(xiàng)。34⑵可編繩程I/驗(yàn)O單元I/這O端?？鳛榛@一個(gè)骨獨(dú)立衡單元撓處理乎。通掙過對(duì)I/拘O端口聞編程天，可蹲以使遵每個(gè)并引腳戰(zhàn)單獨(dú)悄的配虛置為酒輸入閃輸出陽(yáng)和雙竹向工懼作、門寄存同器輸緊入等睛各種遇不同能的工王作方叨式。⑶可編置程連泥線陣崗列在各LA安B之間反以及顛各LA黑B和I/烏O單元倚之間拳提供法互連近網(wǎng)絡(luò)初。這杜種互擇連機(jī)緞制有寄很大徒的靈秤活性屋，它哄允許輩在不感影響巨引腳痰分配宿的情戚況下示改變么內(nèi)部叫的設(shè)拆計(jì)。35作業(yè)36PA狗L的輸何出結(jié)姨構(gòu)①檔專用干輸出巨結(jié)構(gòu)挨。輸愚出端舒只能紋輸出盒信號(hào)頌，不嗚能兼類作輸哭入。搏只能境實(shí)現(xiàn)國(guó)組合藍(lán)邏輯孕函數(shù)當(dāng)。目播前常農(nóng)用的衛(wèi)產(chǎn)品盒有PA葡L1倒0H噴8、PA浸L1調(diào)0L通8等。37②可編庭程I/憤O結(jié)構(gòu)李。輸滲出端爐有一悲個(gè)三計(jì)態(tài)緩漫沖器只，三董態(tài)門芝受一送個(gè)乘輝積項(xiàng)消的控穗制。當(dāng)三齡態(tài)門榴禁止翁，輸筆出呈折高阻故狀態(tài)望時(shí)，I/墻O引腳醫(yī)作輸詳入用撇；當(dāng)三鞏態(tài)門輔被選險(xiǎn)通時(shí)發(fā)，I/灣O引腳拐作輸滿出用還。38③寄存點(diǎn)器輸蹦出結(jié)緒構(gòu)。毀輸出澤端有恥一個(gè)D觸發(fā)澆器，盾在使擔(dān)能端取的作解用下瘋，觸剖發(fā)器腹的輸精出信擠號(hào)經(jīng)但三態(tài)培門緩賓沖輸能出。汗能記抄憶原刺來的珍狀態(tài)暴，從速而實(shí)懲現(xiàn)時(shí)煩序邏冠輯功坑能。39④異或—寄存英器型情輸出走結(jié)構(gòu)來。輸出右部分姓有兩殼個(gè)或愧門，薄它們沫的輸叫出經(jīng)考異或舞門后帶再經(jīng)D觸發(fā)晝器和膽三態(tài)土緩沖伏器輸扇出，慘這種臉結(jié)構(gòu)瘋便于呼對(duì)與壟或邏臣輯陣刑列輸讓出的秋函數(shù)白求反濃，還持可以舊實(shí)現(xiàn)姥對(duì)寄首存器征狀態(tài)止進(jìn)行拼維持防操作追，適和用于敢實(shí)現(xiàn)倘計(jì)數(shù)降器及板狀態(tài)欺。（A⊕0疤=A，A⊕1危=A）40PA折L的命宿名PA艘L共有21種，已通過俯不同插的命詢名可聞以區(qū)淡別。41普通徑型GA述L1拴6V丙8的基救本特吼點(diǎn)。（1）GA朽L的基雜本結(jié)牲構(gòu)。①8個(gè)輸碌入緩朽沖器媽和8個(gè)輸允出反家饋/輸入扣緩沖崖器。②8個(gè)輸邁出邏摸輯宏雞單元OL原MC和8個(gè)三元態(tài)緩紙沖器理，每快個(gè)OL黃MC對(duì)應(yīng)階一個(gè)I/竹O引腳棒。42GA娘L(fēng)1梳6V岸8的邏誦輯圖43GA盜L器件黑沒有著獨(dú)立叉的或姨陣列謊結(jié)構(gòu)奶，各具個(gè)或腔門放尸在各持自的繡輸出展邏輯搶宏單祝元（OL掛MC）中廢。③由8×?xí)?個(gè)與孩門構(gòu)窩成的掃與陣孫列，血共形柳成64個(gè)乘行積項(xiàng)寒，每太個(gè)與越門有32個(gè)輸矮入項(xiàng)澡，由8個(gè)輸繭入的謀原變預(yù)量、間反變爺量（16）和8個(gè)反把饋信小號(hào)的漢原變選量、符反變音量（16）組揭成，播故可膽編程匯與陣珠列共傻有32突×8川×8忍=2嘩04織8個(gè)可加編程搜單元麗。④系統(tǒng)病時(shí)鐘CK和三咐態(tài)輸膨出選稈通信佳號(hào)OE的輸殲入緩辭沖器廉。44OL定MC的邏棉輯圖（2）輸某出邏姿輯宏六單元纖（OL幕MC）的螺結(jié)構(gòu)45或門娘：有8個(gè)輸龜入端錦，和籍來自豬與陣達(dá)列的8個(gè)乘者積項(xiàng)摧（PT）相狐對(duì)應(yīng)影。異或合門：拐用于廳選擇掩輸出飽信號(hào)宇的極短性。D觸發(fā)濫器：斃使GA鵲L適用企于時(shí)詞序邏劫輯電音路。4個(gè)多求路開要關(guān)（MU離X）：非在結(jié)綱構(gòu)控夫制字義段作濟(jì)用下?lián)]設(shè)定黎輸出厲邏輯酷宏單廉元的滋狀態(tài)麥。46GA沿L的結(jié)昏構(gòu)控留制字（3）GA災(zāi)L的結(jié)壞構(gòu)控鹿制字①僻XO窗R（n）：籮輸出可極性屋選擇承位。睜共有8位，壯分別每控制8個(gè)OL恐MC的輸悉出極剝性。胖異或酬門的碌輸出D與它焦的輸餓入信叫號(hào)B和XO樂R（n）之繭間的映關(guān)系仰為：D＝B⊕癥XO像R當(dāng)XO泛R＝0時(shí)，君即D貴=依B；當(dāng)XO支R＝1時(shí)，肝即D澤=B47②效SY滿N（n）：慢時(shí)序肯邏輯港電路/組合毯邏輯展電路箭選擇位餅。當(dāng)SY疊N＝0時(shí)，D觸發(fā)痰器處帥于工嘩作狀唱態(tài)，OL喚MC可為督時(shí)序窗邏輯犁電路膚；當(dāng)SY偽N=桂1時(shí)，D觸發(fā)坐器處傲于非角工作肺狀態(tài)當(dāng)，OL理MC只能帆是組藍(lán)合邏倒輯電生路。注意廁：當(dāng)SY維N＝0時(shí)，膝可以牢通過活其它盒控制辣字，界使D觸發(fā)逃器不持被使舟用，刊這樣姜便可確以構(gòu)螞成組細(xì)合邏澇輯輸仁出。餅但只加要有射一個(gè)OL蜓MC需要櫻構(gòu)成肯時(shí)序紛邏輯須電路色時(shí)，膨就必半須使SY捆N＝0。③鎖AC殲0、AC每1（n）：錦與SY欲N相配煮合，勇用來豆控制忍輸出膜邏輯汁宏單傷元的監(jiān)輸出孕