第10章_可编程逻辑器件.pptxVIP

第10章*可编程逻辑器件;

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;组合逻辑宜采用这种结构。图中的输出部分采用或非门，因而也称这种结构为输出低电平有效。若输出采用或门，则称为高电平有效器件；若将输出部分的或非门改为互补输出的或门，则称为互补输出器件。;

;在系统时钟（CLOCK）的上升沿，把或门输出存入D触发器，然后通过选通三态缓冲器把它送到输出端Q（低电平有效）。同时，D触发器的Q端经过输出反馈缓冲器反馈到与阵列，这样PAL器件就能够实现复杂的逻辑功能。;异或结构的PAL器件主要是在输出部分增加一个异或门，如下图所示，把乘积和分为两个和项，这两个和项相异或后，在时钟的上升沿存入D触发器内。异或型PAL具有寄存型PAL器件的一切特征，而且利用A+0＝A和A+1＝A很容易实现有条件的保持操作和取反操作。这种操作为计数器和状态

机设计提供了简易的实现方法。;

;在组成PAL的与阵列、或阵列、输出单元和I/O端的4部分中，与阵列和或阵列是核心部分；输出单元的主要功能是决定输出极性、是否有寄存器作为存储单元、组织各种输出并决定反馈途径；I/O端结构决定是否一端可作为输入端、输出端或可控的

I/O端。;

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;FPGA的基本特点：

（1）采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。

（2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

（3）FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

（4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

（5)FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。;

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;编程数据存放于FPGA片内的独立的静态存储器中，控制FPGA的工作状态。由于停电后，静态存储器中的数据不能保存，所以，每次接通电源后，必须重新将编程数据写入静态存储器，这个过程称为装载。

编程数据通常存放在一个EPROM中，也可以存放在计算机的存储??中。整个装载过程在接通电源后自动开始，或由外加控制信号启动，在片内的时序电路控制下自动完成。;

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;图10.6.5输入/输出单元（IOC）的电路结构;

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;IspLSI器件内部设有控制编程操作的时序逻辑电路，它的状态转换受MODE和SDI信号控制。计算机运行结果得到的编程数据和命令以串行方式将写入的数据从SDO读出并送回计算机，以便进行校验和

发出下面的数据和命令。

计算机的并行口和ispLSI之间的连接除了上述的５条信号线以外，还需要一条地线和一条对ispLSI所在系统电源电压的监测

线，所以实际需要用７根连接线。;

;FPGA是基于SRAM的可编程器件，它以功能很强的GLB为基本逻辑单元，可以实现各种复杂的逻辑功能，同时还可以兼作RAM使用。FPGA是目前规模最大、密度最高的可编程器件。

“在系统编程”可以对器件、电路板或整个电子系统的逻辑功能随时进行修改或重构。这种重构或修改可以在产品设计、制造过程中的每个环节，甚至在交付用户之后进行。支持ISP技术的可编程逻辑器件称为在系统可编程逻辑器件(ISP-PLD)。ISP-PLD不需要使用编程器，只需要通过计算机接口和编程电缆，直接在目标系统或印刷线路板上进行编程。ISP-PLD可以先装配，后编程。因此ISP技术有利于

提高系统的可靠性，便于系统板的调试和维修。