72 常用大规模专用集成电路7．2．.PPTVIP

* 第七章 大规模专用集成电路 7.1 概 述 7.2 常用大规模专用集成电路 本章小节 本章主要对大规模专用集成电路(如各种可编程逻辑器件)进行介绍并简要讨论它们 在逻辑设计中的应用 本章内容介绍 大规模集成电路优点 大规模集成电路分类 采用大规模集成电路进行数字系统逻辑设计具有体积小、功耗低、可靠性高、易于设计、便于调试和维护等一系列优点 根据大规模集成电路的设计方式，可将其分为非用户定制电路(Non—custom design IC)和用户定制电路(Custom design IC)。 通用集成电路，具有生产量大、使用广泛、价格便宜等优点。 用户定制电路通常称为专用集成电路 7.1 概 述 7.2 常用大规模专用集成电路 7.2.1 PLD简介 7.2.2 只读存储器ROM 7.2.3 可编程逻辑阵列PLA 7.2.4 可编程阵列逻辑PAL 7.2.5 通用阵列逻辑GAL 7.2 常用大规模专用集成电路 7.2.1 PLD简介 1.PLD的诞生、发展及应用 2.PLD的基本结构 图 7.1 PLD的基本结构 PLD从根本上改变了系统设计方法，大大简化了系统设计 由一个“与”阵列和一个“或”阵列组成 3.描述PLD基本结构的逻辑符号、规则及约定（一） （a）传统表示法 （b）PLD表示法 图7．2 PLD的与门表示法 图7.3 PLD输入缓冲器 逻辑关系 7.2 常用大规模专用集成电路 （a） （b） 图7.4 PLD连接表示方式 4.描述PLD基本结构的逻辑符号、规则及约定（二） 图7．5 PLD“与”门的缺省状态表示 输入缓冲器的互补输出全部连到同一“与”项时，该“与”项的输出总为逻辑“0”，这种状态称为与门的缺省(Default)状态 用标有“×”标记的与门输出来表示所有输入缓冲器输出全部连到某一“与”项的情况 输出F表示无任何输入项与其相连，因此，该“与”项总是处于“浮动”的逻辑“1” 7.2 常用大规模专用集成电路 5.常用PLD的主要类型： (1)只读存储器ROM (2)可编程逻辑阵列PLA (3)可编程阵列逻辑PAL (4)通用阵列逻辑GAL 7.2 常用大规模专用集成电路 7．2．2 只读存储器ROM (Read Only Memory) 只读存储器的作用与功能 只读存储器的优点 是数字计算机和其它数字设备的重要组成部件。是一种在正常工作情况下只能读取而不能写入数据的存储器，在计算机中主要用于存放执行程序、数据表格和字符等 集成度高，具有不易丢失性，即供电电源切断时，ROM中存储的信息不会丢失。只读存储器存入数据的过程，称为对ROM进行编程。 7.2 常用大规模专用集成电路 一、ROM的分类 1．掩膜编程ROM ROM的电路结构 ROM存储位模型 地址译码器、存储单元矩阵和输出缓冲器三个组成部分 图 7.6 ROM存储位模型图 7.2 常用大规模专用集成电路 2．可编程只读存储器PROM 可编程只读存储器的特点 存储位结构模型 是由用户自行编程并完成最后的制作程序 熔丝熔断后则不能再恢复，因此PROM只能编程一次，不能重复使用 图 7.7 PROM存储位模型图 7.2 常用大规模专用集成电路 3.可擦可编程只读存储器EPROM EPROM特点 存储位结构 7.2 常用大规模专用集成电路 可以多次重复使用,是目前使用最广泛的一类ROM 图 7.8 EPROM存储位模型图 4.电可改写只读存储器E2PROM E2PROM特点 E2PROM的存储位结构 编程和擦除均可用电来完成,既能像EPROM那样长期保存信息，又能在在线情况下随时改写；既可单字节改写，又可全片擦除改写。 与EPROM相似，但在浮栅与漏极±间增加了一个隧道管，使电荷可以在浮栅与漏极之间双向流动 7.2 常用大规模专用集成电路 二、ROM的逻辑结构及工作原理 1.ROM的基本结构 是由一个固定连接的与门阵列和一个可编程连接的或门阵列所组成 (a)逻辑结构图 (b)阵列逻辑图 图7.9 可编程ROM的逻辑结构 7.2 常用大规模专用集成电路 7.2 常用大规模专用集成电路 三、采用ROM进行逻辑设计 1.采用ROM进行逻辑设计 首先根据逻辑要求列出真值表，然后把真值表的输入作为ROM的输入，把要实现的逻辑函数用对ROM“或”阵列进行编程的代码来代替，画出相应的阵列图。 2.ROM的容量大小 通常，一个具有n位