数字电路课件 第7章.ppt

文档介绍：第7章：可编程逻辑器件及其应用
§7-1 PLD的基本原理
§7-2 简单可编程逻辑器件
§7-1 PLD的基本原理
一、PLD简介
二、PLD的基本组成
三、PLD内部电路的表示
四、PLD的编程方法
PLD：可编程逻辑器第7章：可编程逻辑器件及其应用
§7-1 PLD的基本原理
§7-2 简单可编程逻辑器件
§7-1 PLD的基本原理
一、PLD简介
二、PLD的基本组成
三、PLD内部电路的表示
四、PLD的编程方法
PLD：可编程逻辑器件，半定制产品，用户可编程，可实现各种组合逻辑和时序逻辑的功能。
一、 PLD简介
1、PLD分类
1、PLD分类
简单可编程逻辑器件(SPLD)：
可编程只读存储器(PROM)；
可编程逻辑阵列(PLA)；
可编程阵列逻辑(PAL)；
通用阵列逻辑(GAL)。
高密度可编程逻辑器件(HDPLD)：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)；
现场可编程门阵列(FPGA)。
2、用PLD实现数字系统的优点
① 高密度；
② 工作速度高；
③ 在线可编程技术 isp；
④ 设计工具不断完善。
3、用PLD实现数字系统的基本过程
二、PLD的基本组成
组合逻辑常用与或式表示，PLD则包含了与门阵列和或门阵列，方便实现组合逻辑，带有触发器的PLD可以实现时序逻辑。
输入电路起到缓冲、驱动、单轨变双轨等作用。
输出电路起到缓冲、不同的输出结构等。
三、PLD内部电路的表示方法
四、PLD的编程方法
1、编程原理
按设计要求切断相应的连接线。
2、编程方法
① 溶丝、一次性编程，用于早期的PROM、PLA、PAL。
② 紫外线可擦除，可重复编程，用于PROM。
③ 电可擦除，可重复编程，用于E2PROM、GAL、CPLD。
④ RAM编程，编程速度快、次数不受限制、集成度更高，掉电会丢失，用于FPGA。
§7-2 简单可编程逻辑器件(SPLD)
一、可编程只读存储器PROM
二、可编程逻辑阵列PLA
三、可编程阵列逻辑PAL
四、通用阵列逻辑GAL
SPLD：与阵和或阵是其片内的基本资源。
一、可编程只读存储器PROM
ROM：包含一个不可编程的与阵和一个可编程的或阵。
1、PROM的组成
2、4×2 ROM结构原理
举例：4×3 ROM编程前后图
3、ROM的工艺分类
⑴ 固定只读存储器（PROM）
⑵ 紫外线照射擦除的存储器（EPROM）
⑶ 电擦除的存储器（E2PROM）
4、用ROM实现组合逻辑
例: 用ROM实现22乘法器。
二、可编程逻辑阵列PLA
PLA：包含的与阵和或阵都可编程。
1、组成原理
2、组合PLA的应用
用84PLA实现22乘法器。
用84PLA实现22乘法器（续）
3、时序PLA的应用
时序PLA的基本结构：
用PLA实现8加/减计数器(1)
用PLA实现8加/减计数器（2）
三、可编程阵列逻辑PAL
PAL：包含的与阵可编程，或阵不可编程。
1、组成原理
2、PAL的输出结构
①、专用输出结构
L型：输出端为或非门，输出低电平有效；
H型：输出端为或门，输出高电平有效；
C型：互补输出；
只能实现组合逻辑电路。
②、可编程I/O结构
该脚可以作为输入、输出使用。
三态门不使能时为输入；
三态门使能时为输出，且可以反馈到与阵列。
③、带反馈的寄存器输出结构
R型：输出端有一只D触发器；可以实现时序电路。
④、异或型输出结构
X型：和寄存器输出结构类似，只是D触发器的输入端为异或结构。
3、PAL的应用
例1：用PAL实现如图逻辑电路
例2：
用PAL实现3位循环码计数器
PAL16R4
四、通用阵列逻辑GAL
GAL：包含的与阵可编程，或阵不可编程，输出电路为逻辑宏单元OLMC。
GAL16V8功能图
1、逻辑宏单元（OLMC）
包含一个或门、一个异或门、一个D触发器、四个MUX。
2、OLMC的输出结构
①、简单模式
Ⅰ、专用输入模式
Ⅱ、专用输出模式
OLMC的输出结构（2）
②、复合模式
OLMC的输出结构（3）
③、寄存器模式
Ⅰ、寄存器输出结构
Ⅱ、寄存器组合I/O结构