《电子装备设计技术》课件第1章.pptVIP

（4）异或结构：这种结构的特点是把乘积项分成两个和项，并在寄存器型的基础上增加了一个异或门。两个和项经过异或门进行异或（XOR）运算后，在系统时钟的上升沿时存入D触发器，再从Q端经三态缓冲器输出。用这种结构的PAL器件实现二进制计数器很方便。（5）算术选通反馈结构：这种结构是在异或结构的基础上加入反馈选通电路得到的，反馈选通电路可以对反馈信号A和输入信号B进行逻辑运算，产生四种不同形式的或门输出，将这四种逻辑加结果送到与阵列中，使得与阵列中的输入含有或运算因子，最后通过与阵列的编程，可以获得16种可能的逻辑组合。这种结构的PAL器件对实现快速算术操作如相加、相减、大于、小于等很方便。3）PAL器件的特点和应用

由于PAL器件的基本结构是与或结构，所以使用PAL器件的关键就在于将逻辑电路的输出函数、触发器的驱动方程等都写成与或表达式。

PAL器件的优越性表现在：提高了功能密度，节省了空间，提高了速度；使用方便，提高了设计的灵活性；通过对加密位进行编程，实现加密功能，可防止非法复制；时序型PAL器件在接通电源时可自动将各触发器置0，保证电路从起始状态开始使用，即具有上电复位功能。但PAL器件的集成密度低，仍有一定的局限性，主要体现在采用熔丝工艺，只能一次性编程，不能改写，使用者有一定的风险；输出结构固定，不能重新组态，编程灵活性较差。2.GAL器件

1）GAL器件的分类

GAL器件按门阵列的可编程情况分为两大类：一类是普通型，与PAL相似，与阵列可编程，或阵列固定；另一类与PLA相似，与或阵列都可编程，称为新一代GAL器件。

根据其他特点还可分为通用型、异步型、在系统可编程型。其中在系统可编程GAL器件是PLD的发展方向。

GAL器件的型号定义与PAL器件型号的定义规则一样，例如，GAL22V10型号的定义中，22表示与阵列的输入变量数，10表示输出端数，V表示输出方式可以改变。2）GAL器件的基本结构

普通GAL器件的基本组成包括16个具有互补输出的缓冲器，其中8个是输入缓冲器，另8个是从输出逻辑宏单元反馈到输入阵列的缓冲器；8个三态输出缓冲器，它们由同一使能端OE控制；8个输出逻辑宏单元OLMC；可编程与阵列有64行、32列，共2048个编程单元，即在与阵列中隐含了一个2KB的E2PROM；一个系统时钟端CP、电源端VCC接5V电源和一个接地端GND。

输出逻辑宏单元（OLMC）的内部结构完全相同，均由8输入或门、异或门、D触发器和四个数据选择器所组成。3）GAL器件的特点和应用

GAL器件与PAL器件一样，具有上电复位和可加密功能，被认为是最理想的PLD，同时GAL器件还具有以下优点：（1）器件通用性好。即有较高的灵活性，这是GAL的首要优点，它具有的每个宏单元均可根据需要任意组态，使用十分灵活。

（2）完全可编程。GAL器件通常采用E2CMOS工艺制成，可反复编程，可擦写百次以上，甚至千次，设计者没有风险。

（3）完全可测试，GAL器件的宏单元接成时序状态，测试软件可对状态方便地预置，因而可缩短测试过程。1.7.3在系统可编程数字逻辑器件

随着集成技术和计算机技术的发展，数字系统的实现方法也经历了由分立元件、SSI、MSI到LSI、VLSI的过程。数字系统的功能千变万化，要制作一个各种系统通用的全硬件LSI电路是不可能的，解决的主要方法是使用微处理器和制作专用集成电路。

微处理器设计集成在一块芯片上，也是一种通用型器件，配以一定的程序和附属电路，可实现复杂的逻辑功能，可以有限的硬件资源加广泛的软件支持来实现复杂的功能。但其速度低、抗干扰能力弱、必威体育官网网址性差，且对于不太复杂的系统在价格上不占优势。1.FPGA和CPLD

在数字系统设计领域中使用较为广泛的器件主要包括以下两种类型：一种是FPGA，即现场可编程门阵列；另一种为CPLD，即复杂可编程逻辑器件。这两种类型的器件在内部结构上有所差别，因此在实际应用中各有优缺点。

FPGA是美国Xilinx公司于1984年首先开发的一种通用型用户可编程器件，是由掩膜可编程门阵列和可编程逻辑器件两者演变而来的，FPGA既有门阵列器件的高集成度和通用性，又有可编程逻辑器件由用户编程的灵活性，FPGA与其他PLD相比，速度更快，功耗更低，功能更强，适应性更加广泛。

CPLD将PLD扩展到更高层次的集成度范畴，从而改善了系统的性能，进一步缩小了印制电路板（PCB）的面积，提高了可靠性，降低了成本。从两者的内部结构来看，FPGA的编程逻辑单元主要是SRAM，它的可编程逻辑颗粒比较细，即以一个D触发器为核心的逻辑宏单元为一个颗粒，相互间都存在可编程布线区，所以逻辑