数字电子技术基础第八章解读.ppt

8.1 概述 数字集成电路： 通用型：中小规模（74及其改进系列，CC4000系列，74HC系列等） 专用型：专用集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit ） 可编程逻辑器件（Programmable Logic Device,简称PLD） 可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic) 通用阵列逻辑GAL(Generic Array Logic) 复杂的可编程逻辑器件EPLD（Erasable Programmable Logic Device） 复杂的可编程逻辑器件CPLD(Complex Programmable Logic Device) 现场可编程门阵列FPGA（Field Programmable Gate Array） 8.2 现场可编程逻辑阵列（FPLA） 8.3 可编程阵列逻辑(PAL) 20实际70年代末由MMI公司推出。采用双极型工艺制作，熔丝编程方式。 8.3.1 PAL的基本电路结构 8.3.2 PAL的几种输出电路结构和反馈形式 专用输出结构 可编程输入/输出结构 寄存器输出结构 异或输出结构 运算选通反馈结构 一、专用输出结构 二、可编程输入/输出结构 三、寄存器输出结构 四、异或输出结构 五、运算选通反馈结构 8.3.3 PAL的应用举例 例 8.3.1 用PAL器件设计一个数值判别电路 例 8.3.2 P399 8.4 通用阵列逻辑（GAL） 可多次重新编程，克服了PAL器件的不可改写的缺点。 8.4.1 GAL 的电路结构 Lattice公司 以常用的GAL16V8为例。 8.4.2 输出逻辑宏单元(OLMC) 8.4.3 GAL的输入特性和输出特性 8.5 可擦除的可编程逻辑器件(EPLD) 8.5.2 EPLD的基本结构和特点 特点： 1、采用CMOS工艺，低功耗、高噪声容限。 2、采用了UVEPROM工艺，可靠性高，可改写，集成度高，造价便宜。 3、输出部分采用了类似于GAL器件的可编程的输出逻辑宏单元。灵活性强。 EPLD的与-或逻辑阵列 8.5.3 EPLD的输出逻辑宏单元（OLMC） 8.6 复杂的可编程逻辑器件（CPLD） 8.6.1 CPLD的总体结构 内部将类若干个类似于GAL的功能模块和实现互连的开关矩阵集成于同一芯片上。多采用E2CMOS工艺。 在系统可编程器件isp-PLD。内部集成编程所需的高雅脉冲产生电路及编程控制电路。 8.6.2 CPLD的通用逻辑模块(GLB) 由可编程的与逻辑阵列、乘积项共享的或逻辑阵列和输出逻辑宏单元（OLMC）三部分组成。 或逻辑阵列采用了乘积项共享的结构形式。 通过编程可将GLB设置成其他4种连接模式：高速旁路模式、异或逻辑模式、单乘积项模式和多重模式。 8.6.3 CPLD的输入/输出单元（IOC） 由三态输出缓冲器、输入缓冲器、输入寄存器/锁存器和几个可编程的数据选择器组成。 8.7 现场可编程门阵列(FPGA) 8.7.1 FPGA的基本结构 由若干独立的可编程逻辑模块组成，用户可以通过编程将这些模块连接成所需要的数字系统。 8.7.2 FPGA的IOB和CLB 以Xilinx的XC2064为例 一、IOB 二、CLB 每个CLB的电路中包含组合逻辑电路、存储电路和由一些数据选择器组成的内部控制电路。 8.7.3 FPGA的互连资源 互连资源有三类：金属线、开关矩阵SM(Switching Matrices)和可编程连接点PIP(Programmable Interconnect Points)。 8.7.4 编程数据的装载 将编程数据写入FPGA内部编程数据存储器称为装载。 8.8 在系统可编程通用数字开关（ispGDS） 目的：在由多片ispPLD构成的数字系统中，为了改变电路的逻辑功能，需要改变它们之间的连接以及它们与外围电路的连接。 ispGDS（In-System Programmable Generic Digital Switch） 特点 1、使硬件的设计工作更加简单、方便。 2、在调试工作中通过写入编程数据很容易将电路设置成各种便于调试的状态，对电路进行测试，比直接设置硬件电路的状态要方便。 3、用ispPLD构成的系统在运行操作上也十分方便。 8.9 PLD的编程 PLD的编程大体可按以下步骤： 1、进行逻辑抽象。 2、选定PLD的类型和型号。 3、选定开发系统。 4、以开发系统软件能接受的逻辑功能描述方式（如逻辑图、硬件描述语言、波形图等）编写计算机输入文件。 5、上机运行。 6、下载。 7、测试。 复习思考题 R8.1.1 各种PLD的共同特征是什么? 它们和标准化的数字集成电路器件有何不同? R8.2.1 在输入端和输出