可编程逻辑器件PLD) 集成电路规模的大小,经常用其所包含的晶体管或 逻辑门的数量来区分,如1000个元件或100个门以上的 称为大规模集成电路。而我们讲过的编码器、译码器 计数器为中规模电路,反相器、与非门为小规模电路 随着集成电路制造工艺的飞速发展,集成度不断提 高因此划分的标准也不断提高,几十一几百门、几百~几 千门、几千~几万门成为小、中、大的划分标准。 大规模集成电路的结构不一定是中小规模电路的简 单集成,它通常常常作为一个相对独立的数字系统,完 成某一方面的功能。典型的大规模集成电路有:微处理 器、存储器、可编程逻辑器件等
可编程逻辑器件(PLD) 集成电路规模的大小,经常用其所包含的晶体管或 逻辑门的数量来区分,如 1000个元件或 100个门以上的 称为大规模集成电路。而我们讲过的编码器、译码器、 计数器为中规模电路,反相器、与非门为小规模电路。 随着集成电路制造工艺的飞速发展,集成度不断提 高因此划分的标准也不断提高,几十~几百门、几百~几 千门、几千~几万门成为小、中、大的划分标准。 大规模集成电路的结构不一定是中小规模电路的简 单集成,它通常常常作为一个相对独立的数字系统,完 成某一方面的功能。典型的大规模集成电路有:微处理 器、存储器、可编程逻辑器件等
从应用角度来看,大规模集成电路可分为通用型和 专用型两类。通用型由生产厂家设计制作,力求满足大 多数用户的需要;专用型是根据某一用户的特殊要求而 专门设计制作的 设计专用集成电路有以下几种形式: 专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuits) 先由用户提出设计要求,或给出 设计的软件,再由厂家制作。前期投入较大,适于大批 量生产 可编程逻辑器件PLD Programmable Logic Device 由用户自己完成设计和编程。单片成本相 对较高,但几乎不需要前期投入,综合成本完全可以接 受,适于小批量使用
从应用角度来看,大规模集成电路可分为通用型和 专用型两类。通用型由生产厂家设计制作,力求满足大 多数用户的需要;专用型是根据某一用户的特殊要求而 专门设计制作的。 设计专用集成电路有以下几种形式: 专用集成电路 ASIC ( Application Specific Integrated Circuits) 先由用户提出设计要求,或给出 设计的软件,再由厂家制作。前期投入较大,适于大批 量生产。 可编程逻辑器件 PLD ( Programmable Logic Device ) 由用户自己完成设计和编程。单片成本相 对较高,但几乎不需要前期投入,综合成本完全可以接 受,适于小批量使用
可编程逻辑器件 EPROM、E2PROM都是可编程器件,可以实现组合 逻辑函数,但它们的主要用途是存储数据,所以将它们 单列出去。 通常我们所说的可编程逻辑器件主要由以下几种: 可编程逻辑阵列(PLA) “与阵列” “或阵 列”都可编程,更加灵活,“与阵列”可有选择地提供 部分最小项,有利于简化电路。一次性编程 可编程阵列逻辑(PAL) —“与阵列”可编程, “或阵列”固定,输出形式多种多样可选:三态、反馈、 触发器,但不可全部兼得。一次性编程
一、可编程逻辑器件 EPROM、E2PROM都是可编程器件,可以实现组合 逻辑函数,但它们的主要用途是存储数据,所以将它们 单列出去。 通常我们所说的可编程逻辑器件主要由以下几种: 可编程逻辑阵列(PLA)——“与阵列”、“或阵 列”都可编程,更加灵活,“与阵列”可有选择地提供 部分最小项,有利于简化电路。一次性编程。 可编程阵列逻辑(PAL) ——“与阵列”可编程, “或阵列”固定,输出形式多种多样可选:三态、反馈、 触发器,但不可全部兼得。一次性编程
通用阵列逻辑(GAL) 一“与阵列”可编程, 或阵列”固定(个别型号可编程),采用E2PROM和 CMOS静态RAM技术,可以有限次重复使用 GAL的输出采用逻辑宏单元,包括所有输出形式。 不用选择不同类型的芯片。 以上三种属于早期的小规模的PLD器件,内部结构 简单,工作速度快,适于完成较简单的逻辑功能 现场可编程门阵列(FPGA:Field Programmable Gates Array)一在PAL、GAL的基础上发展起来的, 规模较大,外部引脚多,内部资源丰富,有的包含几十 万个逻辑门,可以构成一个独立的子系统。内部包含 RAM结构,上电下载,掉电丢失。便于修改逻辑设计。 复杂的可编程逻辑器件(CPLD:Complex Progra: mmable Logic Device 一与FPGA类似
通用阵列逻辑(GAL)——“与阵列”可编程, “或阵列”固定(个别型号可编程),采用E2PROM和 CMOS静态RAM技术,可以有限次重复使用。 GAL的输出采用逻辑宏单元,包括所有输出形式。 不用选择不同类型的芯片。 以上三种属于早期的小规模的PLD器件,内部结构 简单,工作速度快,适于完成较简单的逻辑功能。 现场可编程门阵列(FPGA:Field Programmable Gates Array) —— 在PAL、GAL的基础上发展起来的, 规模较大,外部引脚多,内部资源丰富,有的包含几十 万个逻辑门,可以构成一个独立的子系统。 内部包含 RAM结构,上电下载,掉电丢失。便于修改逻辑设计。 复杂的可编程逻辑器件(CPLD:Complex Programmable Logic Device ) —— 与FPGA类似
1、PLA可编程逻辑阵列(与或阵列均可编程 四条与输出线,也可以解 决三变量逻辑问题。 心吧心 与ROM矩阵 Y: Y3 Y 或RO随矩阵 轴出 图9-416例92PLA结构 图9-《17PLA实现组合2辑的框图
1、PLA可编程逻辑阵列(与或阵列均可编程) 四条与输出线,也可以解 决三变量逻辑问题
2、PAL可编程阵列逻辑 熔丝结构,与阵列可编程,或阵列固定 可编程 与阵列 固定 或阵列 图95-2PAL的基本门阵列结树
2、PAL可编程阵列逻辑 熔丝结构,与阵列可编程,或阵列固定
3、GAL通用阵列逻辑 GAL从阵列结构上分有两类: PAL型-与阵列可编程,或阵列固定,与PAL一致。 PLA型-与、或阵列均可编程,与PLA一致。 GAL的电路特点是: GAL采用E2PROM的浮栅技术,可以电擦除重复使用。 GAL采用逻辑宏单元(LMC), 将输出、输入的多种 形式集于一身,可通过编程选择,使芯片型号种类减少 GAL的编程方式有两类:用专用编程器或在线编程 GAL目前仍然在广泛应用,主要用于综合几种逻辑 门电路,不规则译码器,实现专用逻辑功能等。 常用的GAL芯片有GAL16V8、GAL20V8等,下面 我们简单介绍一下GAL的内部结构。以GAL16V8为例
3、GAL通用阵列逻辑 GAL从阵列结构上分有两类: PAL型---与阵列可编程,或阵列固定,与PAL一致。 PLA型---与、或阵列均可编程,与PLA一致。 GAL的电路特点是: GAL采用E2PROM的浮栅技术,可以电擦除重复使用。 GAL采用逻辑宏单元(LMC),将输出、输入的多种 形式集于一身,可通过编程选择,使芯片型号种类减少。 GAL的编程方式有两类:用专用编程器或在线编程。 GAL目前仍然在广泛应用,主要用于综合几种逻辑 门电路,不规则译码器,实现专用逻辑功能等。 常用的GAL芯片有GAL16V8、GAL20V8等,下面 我们简单介绍一下GAL的内部结构。以GAL16V8为例
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GAL内部输出逻辑宏单元的内部结构 CK OBL 3 三态多路 开关 松性多降 开关 400 () 由与体列来 出多路 开关 10 0R(0) 反馈 氏披多并 0 开关 0 相邻 K31() 9-5-9 GAL输出记织去单元(OL1C)
GAL内部输出逻辑宏单元的内部结构
GAL的编程有相应的软件,可以用逻辑图的形式给 出,也可以用特定格式的表达式描述。 无论用什么方式描述逻辑功能,最终都要编译成对 应交叉点通断的编程文件,最后用编程器写入就可以了。 GAL设有加密位,加密后不能读出内部的编程状态。 但目前有解密的方法,所以不可靠
GAL的编程有相应的软件,可以用逻辑图的形式给 出,也可以用特定格式的表达式描述。 无论用什么方式描述逻辑功能,最终都要编译成对 应交叉点通断的编程文件,最后用编程器写入就可以了。 GAL设有加密位,加密后不能读出内部的编程状态。 但目前有解密的方法,所以不可靠