5-7可编程逻辑器件.ppt

* §5-7 可编程逻辑器件（PLD） 学习要点： PLD的基本结构 PLA的应用 可编程逻辑器件（PLD） 5-7-1 PLD的基本结构和分类 5-7-2 PLA的应用 退出 5-7-3 可编程阵列逻辑（PAL） 数字集成电路分为—— 1）通用型：前面所涉及到的中小型集成电路。 2）专用型：为某种专门用途而设计的，简称ASIC。 制作ASIC的方法一1）掩模方法：由半导体生产厂家制造， 2）可编程方法：（简称PLD）。适于小批量 生产的系统或产品的开发与研制 5-7-1 PLD的基本结构和分类 1．PLD的基本结构 输 入 电 路 与 门 阵 列 或 门 阵 列 输 出 电 路 输 入 输 出 … … 输入项 与项 或项 其中：输入电路——对输入信号缓冲并提供足够驱动能力；产 生原和反变量供与门阵列使用； 与、或门阵列——实现各种与、或结构的函数。 由于PLD阵列规模较大，因此采用简化方法： (a) 缓冲器 ( b) 与门 (c) 或门 A A 1 (a) A B C D × Y= A·C·D (b) ≥1 A B C D × Y = A + B + C (c) 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。 “·”：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。 2．PLD的分类 可组态 固定 可编程 GAL 固定 固定 可编程 PAL 固定 可编程 可编程 PLA 固定 可编程 固定 PROM 输 出 电 路 或 阵 列 与 阵 列 分 类 PROM、PAL、GAL：只有一种阵列可编程，称“半场可编 程“逻辑器件； PLA：与、或阵列均可编程，故称“全场可编程”逻辑器件。 与 (可编) 或(固定) A 1 B 1 C 1 ≥1 ≥1 ≥1 Y2 Y1 Y0 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × (c) (a) PROM的阵列结构 (b) PLA的阵列结构 (c) PAL、GAL的阵列结构 A 1 B 1 C 1 ≥1 × × × × × × × × ≥1 × × × × × × × × ≥1 × × × × × × × × Y2 Y1 Y0 与 (固定) 或 (可编) 与 (可编) 或 (可编) × × × × × × × × × × × × × × × × × × A 1 B 1 C 1 ≥1 × × × × × × ≥1 × × × × × × ≥1 × × × × × × Y2 Y1 Y0 × × × × × × × × × × × × × × × × × × (a) (b) 3．PLD的优点 （1）集成度高。一片PLD可代替4～20片中小规模集成芯片。 （2）缩短设计周期、降低设计风险。 （3）器件性能得以提高。集成度高、速度快、功耗低。 （4）可靠性较高。系统的可靠性随器件的增加而降低 （5）成本较低。 5-7-2 PLA的应用（实现函数） ——先将函数化为最简与或式，后画PLA阵列图。 例5.7.1 用PLA实现函数 解 上式中各个函数都是最简与或式，由此可画出PLA的阵列图 如下所示。 B 1 C 1 D 1 ≥1 ≥1 Y1 Y2 ≥1 Y3 ≥1 Y4 A 1 与阵列 （可编程） 或阵列 （可编程） 分为四种类型—— 5-7-3 可编程阵列逻辑（PAL） 1．专用输出结构： PAL的专用输出结构 ≥1 输入项 O