八章_可编程逻辑器件.ppt

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8.1 概述 1.集成电路的分类: 8.1 概述 按处理信号分: 模拟IC(A/D,D/A,放大,滤波等功能) 数字IC(组合电路,时序电路,数字系统) 综合性IC(即数模混合,SOC, 嵌入式系统等) 按通用性、使用量分: 通用IC: 存贮器、微处理器等 专用IC (ASIC):全定制ASIC、 半定制 ASIC、可编程ASIC 8.1 概述 8.1 概述 集成度情况: Lattice:ispLSI 6000系列,集成度达到25000个 等效PLD门, 320个宏单元 Altera: MAX9000系列, 24000个等效PLD门, 1024个宏单元 Altera: FLEX10K250 25万个等效PLD门 XiLinx:两年前推出的FPGA×CV1000可达到 100万个等效PLD门。 8.1 概述 ① 理论上采用通用型的中小规模IC可以组成任 何复杂的数字系统, 但体积大而笨重、功耗 大,可靠性差。 ② 为某种专门用途而设计的集成电路叫做专用 集成电路,即ASIC,通常把所设计的系统 做成一片大规模集成电路,故体积小、功耗 低、重量轻、可靠性高。 8.1 概述 ③ 可编程逻辑器件的逻辑功能由用户对器件编 程来设定,以前用户在计算机上使用编程软 件编写逻辑功能,然后通过编程器下载到器 件上。新一代的在系统可编程器件,编程时 不需要使用专门的编程器,只要将计算机运 行产生的编程数据直接写入PLD就行了。这 样就使普通的用户设计复杂的系统成为现实 (以前是不可能的)。 8.1 概述 2.PLD的电路表示法 (1)基本门电路的PLD表示法: 1)固定连接、不可改变的“硬线连接单元” 2)可通过编程接通的“被编程接通单元” 3)可通过编程断开的“被编程擦除单元” 4)互补输出的缓冲器,见图8.1.1(d)。 5)三态输出的缓冲器,见图8.1.1(e)。 6)与门的PLD表示,详见图8.1.1(a), A、B、C、D称 为输入项 , P=ABD 称为乘积项。图8.1.1(b)中P=0 8.1 概述 7)或门的PLD表示 详见图8.1.1(c), Y=P1+P3+P4 8)与阵列、或阵列的PLD表示 如图8.2.1所示。 (2)PLD由两种基本的门阵列——与门阵列和或门阵列以及相关器件组成,如图8.2.1所示。 8.1 概述 *8.2 现场可编程逻辑阵列(FPLA) FPLA由可编程的与逻辑阵列和可编程的或逻辑阵列以及输出缓冲器组成。如图8.2.1所示。图中的与逻辑阵列最多可以产生8个可编程的乘积项,或逻辑阵列最多能产生4个组合逻辑函数。时序逻辑型FPLA见图8.2.3。 *8.2 现场可编程逻辑阵列(FPLA) *8.2 现场可编程逻辑阵列(FPLA) 8.3 可编程阵列逻辑(PAL) 采用双极型工艺制作,熔丝编程方式。 PAL由可编程的与逻辑阵列、固定的或逻辑阵列和输出电路三部分组成。通过对与阵列编程可以获得不同形式的组合逻辑函数。有些PAL器件的输出电路中设置有触发器和从触发器输出到与阵列的反馈线,故可利用这种PAL器件组成各种时序电路。 (392页) 8.3.1 PAL的基本电路结构 PAL器件中最简单的一种电路结构形式见图8.3.1,它仅包含一个可编程的与逻辑阵列和一个固定的或阵列。 编程原理:在尚未编程之前,与阵列的所有交叉点上均有熔丝接通。编程将有用的熔丝保留,将无用的熔丝熔断,即得到所需的电路。详见P393图8.3.2例子。 8.3.1 PAL的基本电路结构 8.3.1 PAL的基本电路结构 8.3.1 PAL的基本电路结构 目前常见的PAL器件中,输入变量最多的可达20个,与逻辑阵列乘积项最多的有80个,或逻辑阵列输出端最多的有10个,每个或门输入端最多的达16个。在许多型号的PAL器件中还增加了各种形式的输出电路,以扩展

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