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第 7 章：可编程逻辑器件及其应用

第 7 章：可编程逻辑器件及其应用. 数字集成电路按芯片设计方法不同分为： 1. 通用型中、小规模集成电路 2. 用软件组态的大规模、超大规模集成电路 3. 专用集成电路（ ASIC) 。 ASIC: 专门为某一应用领域或为专门用户需要而设计、 制造的 LSI 、 VLSI 电路，它可将某些专用电路 或电子系统设计在一块芯片上，构成单片集成 系统。. ASIC ：全定制、半定制. 全定制－－制造厂按用户提出的逻辑要求专门设 计和制造的芯片。

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第 7 章：可编程逻辑器件及其应用

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  1. 第7章：可编程逻辑器件及其应用 数字集成电路按芯片设计方法不同分为： 1.通用型中、小规模集成电路 2.用软件组态的大规模、超大规模集成电路 3.专用集成电路（ASIC)。 ASIC:专门为某一应用领域或为专门用户需要而设计、 制造的LSI、VLSI电路，它可将某些专用电路 或电子系统设计在一块芯片上，构成单片集成 系统。

  2. ASIC：全定制、半定制 全定制－－制造厂按用户提出的逻辑要求专门设 计和制造的芯片。 半定制－－按一定规格预先加工好的半成品芯片， 然后再按具体要求进行加工。包括门 阵列（GA)、标准单元（SCA）、可编 程逻辑器件(PLD)。

  3. 第7章：可编程逻辑器件及其应用 可编程逻辑器件(PLD)：芯片由制造厂生产，但用户可借用设计自动化软件和编程器自行设计和编程，实现数字系统。 可编程逻辑器件分类： 可编程逻辑器件（PLD) 简单可编程逻辑器件（SPLD) 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) SPLD：PROM、FPLA、PAL、GAL

  4. 可编程逻辑器件及其应用 用PLD实现数字系统的基本过程： 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 • §7-1 PLD的基本原理 • §7-2 简单可编程逻辑器件

  5. §7-1 PLD的基本原理 PLD：用户可编程，可实现各种组合逻辑和时序逻辑的功能。 • §7-1-1 PLD的基本组成 • §7-1-2 PLD的编程 • §7-1-3 阵列结构 • §7-1-4 PLD中阵列的表示方法

  6. §7-1-1 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。

  7. §7-1-2 PLD的编程 编程：按要求烧断某些熔丝，以满足输出函数的要求。 PLD 一次性编程 可重复编程 紫外线可擦除 电可擦除 ｛ ｛

  8. §7-1-3 阵列结构 PLD的与阵和或阵常用三极管（TTL）或场效应管（MOS）组成。

  9. 4种SPLD器件结构特点

  10. §7-1-4 PLD中阵列的表示方法（1）

  11. PLD中阵列的表示方法（2）

  12. §7-2 简单可编程逻辑器件(SPLD) SPLD：用与阵和或阵是其片内的基本资源。 • §7-2-1 只读存储器ROM • §7-2-2 可编程逻辑阵列PLA • 7-2-3 §可编程阵列逻辑PAL • §7-2-4 通用阵列逻辑GAL

  13. §7-2-1 只读存储器ROM ROM：包含一个不可编程的与阵和一个可编程的或阵。 1、组成原理

  14. 4×3 ROM编程前后图

  15. 2、ROM的分类 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）

  16. 3、用ROM实现组合逻辑 例7-2-1 用ROM实现22乘法器

  17. 例7-2-2 用ROM实现字符发生器

  18. §7-2-2 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

  19. 2、组合PLA的应用 用84PLA实现22乘法器

  20. 3、时序PLA的应用 时序PLA的基本结构

  21. 00 01 11 10 00 01 11 10 00 1 0 0 0 00 1 0 1 0 01 0 0 1 0 01 0 1 0 1 11 1 1 0 1 11 0 1 0 1 10 0 1 1 1 10 1 0 1 0 00 01 11 10 00 1 1 0 0 01 1 1 0 0 11 1 1 0 0 10 1 1 0 0 用PLA实现8加/减计数器（1）

  22. 用PLA实现8加/减计数器（2）

  23. §7-2-3 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

  24. 2、PAL的输出结构 ①、专用输出结构 ②、可编程I/O结构 ③、带反馈的寄存器输出结构 ④、异或型输出结构

  25. 3、PAL的应用（1） 例7-2-5 用PAL实现如图逻辑电路

  26. PAL的应用（2） 例7-2-6 用PAL实现3位循环码计数器 PAL16R4

  27. §7-2-4 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

  28. 1、逻辑宏单元（OLMC） OLMC： 包含一个或门 一个异或门 一个D触发器 四个MUX

  29. 2、OLMC的输出结构（1） ①、简单模式 Ⅰ、专用输入模式 Ⅱ、专用输出模式

  30. OLMC的输出结构（2） ②、复合模式

  31. 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

  32. ⊙ 3、GAL应用举例 例7-2-7 用GAL16V8实现组合逻辑函数

  33. 例7-2-7 用GAL16V8实现组合逻辑函数（2） ABEL语言源程序 ABEL语言编译结果

  34. 例7-2-8 用GAL16V8实现10加/减计数器

  35. 用GAL16V8实现10加/减计数器（2）

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