文档介绍：第八章可编程逻辑器件
可编程阵列逻辑(PAL)
通用阵列逻辑(GAL)
高密度PLD
现场可编程门阵列（FPGA）
概述
现场可编程逻辑阵列(FPLA)
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概述
目前集成电路分为通用型和专用型两大类。
通用集成电路：如前面讲过的SSI，MSI，CPU等。特点：
1. 可实现预定制的逻辑功能，但功能相对简单；
2. 构成复杂系统时，功耗大、可靠性差，灵活性差。
专用型集成电路（ASIC）分为定制型和半定制型。
（一）定制型：由用户提出功能，交工厂生产。其特点是
1. 体积小、功耗低、可靠性高,
2. 批量小时成本高，设计制造周期长。
3. 用户不可编程。
一、数字集成电路按逻辑功能分类
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（二）半定制型：是厂家作为通用产品生产，而逻辑功能由用户自行编程设计的ASIC芯片,如可编程逻辑器件（PLD）。其特点是：
1. 用户可编程，可加密，因此使用方便；
2. 组成的系统体积小，功耗低，可靠性高，集成度高；
3. 适合批量生产。
二、电子设计自动化（EDA－Electronic Design Automation）简介
1. PLD是实现电子设计自动化的硬件基础；
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3
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基于芯片的设计方法
可编程器件
芯片设计
电路板的设计
电子系统
传统电子系统设计方法
固定功能元件
电路板的设计
电子系统
EDA是“基于芯片的设计方法”：
传统的数字系统设计方法是“固定功能集成块+连线”，见图。
当然，仅有硬件还不够，还要有EDA软件。本章只介绍硬件。
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基于可编程逻辑器件设计分为三个步骤：设计输入、设计
实现、编程。其设计流程如下图。
器件编程
功能仿真
设计输入
原理图
硬件描述语言
设计实现
优化
合并、映射
布局、布线
器件测试
时
序
仿
真
设计实现：生成下载所需的各种文件。
器件编程：即“下载”和“配置”，即将编程数据放到具体的可编程器件中。
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采用PLD设计数字系统和中小规模相比具有如下特点：
（1）减小系统体积：单片PLD有很高的密度，可容纳中小规模集成电路的几片到十几片。（低密度PLD小于700门/片，高密度PLD每片达数万门，最高达25万门）。
（2）增强逻辑设计的灵活性：使用PLD器件设计的系统，可以不受标准系列器件在逻辑功能上的限制；用户可随时修改。
（3）缩短设计周期：由于可完全由用户编程，用PLD设计一个系统所需时间比传统方式大为缩短；
（4）用PLD与或两级结构实现任何逻辑功能，比用中小规模器件所需的逻辑级数少。这不仅简化了系统设计，而且减少了级间延迟，提高了系统的处理速度；
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（7）系统具有加密功能：多数PLD器件，如GAL或高密度可编程逻辑器件，本身具有加密功能。设计者在设计时选中加密项，可编程逻辑器件就被加密。器件的逻辑功能无法被读出，有效地防止电路被抄袭。
（5）由于PLD集成度高，测试与装配的量大大减少。PLD可多次编程，这就使多次改变逻辑设计简单易行，从而有效地降低了成本；
（6）提高系统的可靠性：用PLD器件设计的系统减少了芯片数量和印制板面积，减少相互间的连线，增加了平均寿命, 提高抗干扰能力，从而增加了系统的可靠性；
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PLD是70年代发展起来的新型逻辑器件，相继出现了
PROM、FPLA、PAL、GAL、EPLD 和 FPGA及iSP 等。前四种属于低密度PLD，后三种属高密度PLD。

与门
阵列
或门
阵列
乘积项
和项
输入
电路
输入信号
互补
输入
输出
电路
输出函数
反馈输入信号
它们组成结构基本相似：
三、PLD概述
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A
B
C
D
F2
F2=B+C+D
A
B
C
D
F1

1）输入缓冲器表示方法
A
A
A
2）与门和或门的表示方法
F1=A•B•C
×
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下图列出了连接的三种特殊情况:
输入全编程，输出为0。
也可简单地在对应的与门中画叉，因此E=D=0。
乘积项与任何输入信号都没有接通，相当与门输出为1。
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