华中科技大学电信系数电课件-chapter8-可编程逻辑器件
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lect8_华科并行编程课件
What if consumer was much slower than producer?
11
Buffered Blocking Message Passing Operations
Deadlocks are still possible with buffering since receive operations block
receive
? This class of non-blocking protocols returns from the send or
receive operation before it is semantically safe to do so
? Non-blocking operations are generally accompanied by a
check-status operation
? When used correctly, these primitives are capable of
overlapping communication overheads with useful computations
? Message passing libraries typically provide both blocking and non-blocking primitives
13
Non-Blocking Message Passing Operations
Non-blocking non-buffered send and receive operations (a) in absence of communication hardware (b) in presence of communication hardware
华科电信数电课件(全)
数字电路与逻辑设计 4
�
作业
� � �
�
考试
� �
2013年3月8日
如何学好本课程
1. 比理解更进一步
学习
2. 善用网络资源
�
理解
思考
应用
利用搜索引擎查找数据手册和应用笔记
� Datasheet � Application
Note
�
浏览电子论坛
� 例如
数字电路与逻辑设计
15
例2
问题：这又是一个实现什么功能的电路？
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
16
例3
问题：如何实现4开关灯控电路？ Tip：简单连线是无法实现的～ ☺
2013年3月8日 数字电路与逻辑设计 17
例1的逻辑代数分析过程
K 0 断开 接通 1
L 0 熄灭 点亮 1
逻辑表达式: L = K
�
专业技术基础（系统的物理构成基础及其构件）
� �
� �
专业性课程：通信原理／计算机网络／微波技术基础 实验技术基础（系统的实现与工程实践能力）
� �
电子电路测试与实验／微机原理实验 各软件类课程上机、软件课设、硬件课设
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
3
本课程要求
�
课堂
� � �
请记笔记（要点、疑问）；课件每章结束后提供 可随时提问；也可能会随时被提问（计入平时成绩） 带草稿纸（用于课堂练习或考试） 每周第一次课前收齐；之后一律算补交 补交作业计60分（C） 抄袭作业视为缺交 集体出卷 流水阅卷
K1 0 0 0 0 …
K2 0 0 0 0 …
K3 0 0 1 1 …
�
作业
� � �
�
考试
� �
2013年3月8日
如何学好本课程
1. 比理解更进一步
学习
2. 善用网络资源
�
理解
思考
应用
利用搜索引擎查找数据手册和应用笔记
� Datasheet � Application
Note
�
浏览电子论坛
� 例如
数字电路与逻辑设计
15
例2
问题：这又是一个实现什么功能的电路？
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
16
例3
问题：如何实现4开关灯控电路？ Tip：简单连线是无法实现的～ ☺
2013年3月8日 数字电路与逻辑设计 17
例1的逻辑代数分析过程
K 0 断开 接通 1
L 0 熄灭 点亮 1
逻辑表达式: L = K
�
专业技术基础（系统的物理构成基础及其构件）
� �
� �
专业性课程：通信原理／计算机网络／微波技术基础 实验技术基础（系统的实现与工程实践能力）
� �
电子电路测试与实验／微机原理实验 各软件类课程上机、软件课设、硬件课设
2013年3月8日
数字电路与逻辑设计
3
本课程要求
�
课堂
� � �
请记笔记（要点、疑问）；课件每章结束后提供 可随时提问；也可能会随时被提问（计入平时成绩） 带草稿纸（用于课堂练习或考试） 每周第一次课前收齐；之后一律算补交 补交作业计60分（C） 抄袭作业视为缺交 集体出卷 流水阅卷
K1 0 0 0 0 …
K2 0 0 0 0 …
K3 0 0 1 1 …
华中科大严国萍 通信电子线路32讲视频对应的课件 高频电子线路 第8章 角度调制与解调—频谱
mf ωm Ω
m=mp·
m= KfV
o
m=KfV·
mp = KpV
(a)
o (b)
图8-3
频偏和调制指数与调制频率的关系(当V恒定时) (a) 调频波；(b) 调相波
对照式(8-16)-(8-19)可以看出：无论调频还是调相，最大 频移(频偏)与调制指数之间的关系都是相同的。若频偏都用 m表示，调制指数都用m表示，则m 与m之间满足以下关系
式中Kp为比例系数，代表单位调制信号电压引起 的相位变化，单位为rad/V。此时调相波的瞬时频率为
d( t ) ( t ) dt
(8-5)
式(8-3) (t)=
t 0
( t ) dt 0
d( t ) 和式(8-5) ( t ) dt
是角度调制的两个基本关系式，它说明了瞬时相 位是瞬时角速度对时间的积分，同样，瞬时角频率为 瞬时相位对时间的变化率。由于频率与相位之间存在 着微积分关系，因此不论是调频还是调相，结果使瞬 时频率和瞬时相位都发生变化。只是变化规律与调制 信号的关系不同。
图8-2画出了调相波的瞬时频率、瞬时相位随调制信 号(单音信号)变化的波形图。
v
0
2
t
( a)
(t) o ( t) o
o
m
t
(c)
t
( d)
图8-2
调相时的波形图
调相时，高频载波的瞬时相位(t)随v线性变化，
(t)=0t+0+Kpv(t) (8-4)
最大频偏
调制指数
m=Kf v ( t ) max
mf=Kf 0 v (t )dt max
m=mp·
m= KfV
o
m=KfV·
mp = KpV
(a)
o (b)
图8-3
频偏和调制指数与调制频率的关系(当V恒定时) (a) 调频波；(b) 调相波
对照式(8-16)-(8-19)可以看出：无论调频还是调相，最大 频移(频偏)与调制指数之间的关系都是相同的。若频偏都用 m表示，调制指数都用m表示，则m 与m之间满足以下关系
式中Kp为比例系数，代表单位调制信号电压引起 的相位变化，单位为rad/V。此时调相波的瞬时频率为
d( t ) ( t ) dt
(8-5)
式(8-3) (t)=
t 0
( t ) dt 0
d( t ) 和式(8-5) ( t ) dt
是角度调制的两个基本关系式，它说明了瞬时相 位是瞬时角速度对时间的积分，同样，瞬时角频率为 瞬时相位对时间的变化率。由于频率与相位之间存在 着微积分关系，因此不论是调频还是调相，结果使瞬 时频率和瞬时相位都发生变化。只是变化规律与调制 信号的关系不同。
图8-2画出了调相波的瞬时频率、瞬时相位随调制信 号(单音信号)变化的波形图。
v
0
2
t
( a)
(t) o ( t) o
o
m
t
(c)
t
( d)
图8-2
调相时的波形图
调相时，高频载波的瞬时相位(t)随v线性变化，
(t)=0t+0+Kpv(t) (8-4)
最大频偏
调制指数
m=Kf v ( t ) max
mf=Kf 0 v (t )dt max
华中科技大学模拟电子技术课件
《模拟电子技术》
2.3 放大电路的分析方法
三、静态工作点稳定电路
例：放大电路如图，已知三极管β =50，UBEQ=0.7V。 （1）估算放大电路的静态工作点。 （2）估算放大电路的Au、ri、ro。 R 解：(1) U BQ 1 U CC 4V
I CQ
R1 R2 U BQ U BEQ I EQ 1mA Re
2、图解法
分析非线性失真 分析最大不失真输出电压Uom
Uom
静态工作点设在 交流负载线的中点 华中科技大学文华学院
《模拟电子技术》
2.3 放大电路的分析方法
二、放大电路的动态分析
3、解析法
Uo 电压放大倍数 Au U i Ui 输入电阻 Ri I
i
输出电阻
Uo Ro (U S 0, RL ) Io
采用该方法分析静态工作点，必须已知 三极管的输入输出特性曲线。
华中科技大学文华学院
《模拟电子技术》
2.3 放大电路的分析方法
列输出回路方程（直流负载线）
列输入回路方程
uBE U CC iB Rb
UCE=UCC－iCRc
在输入特性曲线上，作出直线 uBE =UU CC RB，与IBQ曲线 在输出特性曲线上，作出直流负载线 UCE CC－iC i c Rb ，两线
Vo ( j ) 其中：AV ( ) 称为幅频响应 ( j ) Vi
( ) o ( ) i ( ) 称为相频响应
衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。
其 中 ： f H — —上限频率
f L — —下限频率
通频带：f BW f H f L
华中科技大学文华学院
模拟电子技术课件第八章
0.45V2 RL
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
反向截止: D最大反向工作电压: VR≥ VRM=
2V2
9
单相桥式整流电路中的整流电桥可由四 个整流二极管组成，也可直接用集成的整流 桥块代替。 桥块
二极管桥
整流桥块
选择整流元件的主要指标：
1. 平均整流电流
10
2. 反向耐压
8.2 滤波电路
几种滤波电路
（a）电容滤波电路 （b）Π型滤波电路 （c）电感电容滤波电路（倒L型） 滤波电路的结构特点: 电容与负载 RL 并联，或电感与负载RL串联。
（P209）
用稳压电路的技术指标去衡量稳压电路性能的高低。
(1)稳压系数Sr
Sr =
RL =常 数
稳压系数S用来反映电网电压波动对稳压电路的影响。 定义为当负载固定时，输出电压的相对变化量与输入电压 的相对变化量之比。
(2)输出电阻Ro
∆U o Ro = ∆U o
U I =常 数
输出电阻Ro 用来反映稳压电路受负载变化的影响。定 义为当输入电压固定时输出电压变化量与输出电流变化量 之比。它实际上就是电源戴维南等效电路的内阻。
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 2、稳压电路的技术指标
20
8.3.1 稳压电路的主要指标
1、引起输出电压不稳定的原因 引起输出电压变化的原因是负载的变化和输入电 压的变化。 即 V o =f (V I ,I o )
稳压电源方框图
21
2、稳压电路的主要技术指标
∆U o / U o ∆U I / U I
3.元件参数的确定 正常稳压时 UO ≈UZ
+
R
IO IZ DZ
+
IR
《华中科技大学》模拟电子技术课件_模电复习大纲 ppt课件
如，Vc
、
e
I
等。
b
PPT课件
2
第一章 绪论
电压放大模型
1. 输入电阻
Ri
Vi Ii
+ Vs
–
Rs + Vi –
Ro
+
+
Ri
AVOVi
Vo RL
–
–
反应了放大电Biblioteka 从信号源吸取信号幅值的大小。输入电压信号， Ri 越大，Vi 越大。 输入电流信号， Ri 越小， Ii 越大。
IT
外 加 测 试 信 号VT
Ro
Vo Vo
RL
RL
Ro
VT IT
Vs 0
+ Vs=0
–
PPT课件
放大电路
IT
+ VT
–
Ro
4
3、频率响应
上、下限频率；带宽
频率失真（线性失真） 幅度失真
非正弦信号 相位失真
非线性失真
饱和失真 正弦信号
截止失真
20lg|AV|/dB
60
3dB
40 带宽
20
0
2
20 2 102 2 103 2 104 f/Hz
PPT课件
7
4、熟练掌握PN结
形成——由于浓度差，而出现扩散运动，在中间形成空 间电荷区（耗尽层），又由于空间电荷区的内电场作用，存 在漂移运动，达到动态平衡。 单向导电性 ——
不外加电压，扩散运动=漂移运动，iD=0 加正向电压（耗尽层变窄），扩散运动＞漂移运动形成iD 加反向电压（耗尽层变宽），扩散运动为0，只有很小的
其增加、减小的值均与反馈深度（1+AF）有关
华中科技大学电信系dsp课件
华中科技大学电信系 35
DSP in 1967
TX-2 ：人工智能，人机交互.
华中科技大学电信系
Courtesy of Ron Schafer
36
DSP in 2003
更小尺寸 更低的成本性能比
华中科技大学电信系
37
1.6 DSP技术的发展趋势
可用四个字“多快好省”来概括。 1．多，DSP的型号越来越多； 2．快，即运算的速度越来越快； 3．好，主要是指性能价格比； 4．省，功耗越来越低。
华中科技大学电信系 39
（3）稳定性
模拟系统：电阻电容和运放等器件的特 性会随着温度和湿度的变化而变化 数字系统：在保证的工作范围内不会随 着温度和湿度有变化
华中科技大学电信系
40
(4) 抗噪性能
华中科技大学电信系
41
(5) 可重复性
计算机 A 计算机 B 放大 A 放大 B
信号发生 器
华中科技大学电信系
华中科技大学电信系
38
1.7 DSP及DSP系统的特点
为什么我们需要数字系统？
（1）可编程 模拟系统：需修改硬件设计. (电容，电感，电 阻等) 数字系统：只需修改软件. （2）精度 模拟系统：例如，电阻容差 5%; 电容容差 20% 或更糟 数字系统：A/D 转换器的比特数, CPU字长和 算法
华中科技大学电信系
46
(3)现实世界的信号大多是模拟信号.
IN
Filter
防混叠
A/D
DSP
D/A
Filter OUT 使信号 更平滑
华中科技大学电信系
47
1.8 课程安排
快速傅里叶变换、数字滤波器和离散随机信号 的理论作为主要讨论对象。 讲授内容：ch1－－ch5
DSP in 1967
TX-2 ：人工智能，人机交互.
华中科技大学电信系
Courtesy of Ron Schafer
36
DSP in 2003
更小尺寸 更低的成本性能比
华中科技大学电信系
37
1.6 DSP技术的发展趋势
可用四个字“多快好省”来概括。 1．多，DSP的型号越来越多； 2．快，即运算的速度越来越快； 3．好，主要是指性能价格比； 4．省，功耗越来越低。
华中科技大学电信系 39
（3）稳定性
模拟系统：电阻电容和运放等器件的特 性会随着温度和湿度的变化而变化 数字系统：在保证的工作范围内不会随 着温度和湿度有变化
华中科技大学电信系
40
(4) 抗噪性能
华中科技大学电信系
41
(5) 可重复性
计算机 A 计算机 B 放大 A 放大 B
信号发生 器
华中科技大学电信系
华中科技大学电信系
38
1.7 DSP及DSP系统的特点
为什么我们需要数字系统？
（1）可编程 模拟系统：需修改硬件设计. (电容，电感，电 阻等) 数字系统：只需修改软件. （2）精度 模拟系统：例如，电阻容差 5%; 电容容差 20% 或更糟 数字系统：A/D 转换器的比特数, CPU字长和 算法
华中科技大学电信系
46
(3)现实世界的信号大多是模拟信号.
IN
Filter
防混叠
A/D
DSP
D/A
Filter OUT 使信号 更平滑
华中科技大学电信系
47
1.8 课程安排
快速傅里叶变换、数字滤波器和离散随机信号 的理论作为主要讨论对象。 讲授内容：ch1－－ch5
华中科技大学电路理论课件
方向相反。
.
27
例如在图示的二端元件中，每秒钟
有2C正电荷由a点移动到b点。
2C/s
2C/s
a
ba
b
i=iab=2A (a)
i=iba=-2A (b)
当规定电流参考方向由a点指向b点时，
该电流i=2A,如图(a)所示；若规定电流参
考方向由b点指向a点时,则电流i=-2A，如
图(b)所示。若采用双下标表示电流参考
电信号的基本形式就是变化的电压和电 流，例如实际应用中经常遇到的电话信 号、电视信号、雷达信号、控制信号以 及电子计算机的数字信号等等。
电信号都可表示为时间的函数(时域分
析)，也可通过频域分析其频谱。
.
8
电路是对信号进行加工、处理的具体结构， 组成各种各样的电路的元件有电阻、电容和 电感等，若再加上半导体元件，尤其是目前 的集成电路，可以组成更为复杂的电路。
[特](V)。
.
29
2. 将电路中任一点作为参考点，把a
点到参考点的电压称为a点的电位，用
符号va或Va表示。在集总参数电路中， 元件端钮间的电压与路径无关，而仅
与起点与终点的位置有关。电路中a点
到b点的电压，就是a 点电位与b点电位
之差，即:
uabva vb
.
30
量值和方向均不随时间变化 的电压，称为恒定电压或直流电 压，一般用符号U表示。量值和 方向随时间变化的电压，称为时 变电压，一般用符号u表示。
例如
2mA 2 10 3 A
2 μs 2 10 6 s
8kW .8 10 3 W
40
例题1.1
在下图示电路中，已知U1=1V, U2=-6V, U3=-4V， U4=5V， U5=-10V, I1=1A， I2=-3A , I3=4A， I4=-1A， I5=-3A。 试求：(1) 各二端元件吸收的功率； (2) 整个电 路吸收的功率。
华中科技大学电机学课件
目录华中科技大学电机学目录下页第一篇12第二篇3第三篇4第四篇5第五篇目录 1 绪论下页�电机在国民经济中的作用�电机的分类�电机学课程性质和学习方法�电机学中常用的电工定律目录电机在国民经济中的作用下页�电能是现代社会最主要的能源，并对人类文明的发展起到了重要的推动作用。
�电机是和电能的生产、输送与利用密切相关的能量转换机械 。
�电机不仅是国民经济各行业中的重要或关键设备，而且在人们日常生活中的应用也越来越广泛。
目录电机的用途下页发电机电机的主要类型变压器电动机下页目录发电机的用途火电厂：将燃料燃烧的热能转换为电能。
水电厂：将水流的势能转换为电能。
核电厂：将原子核裂变的原子能转换为电能。
风电场：将风能转换为电能。
�用于发电厂�用于独立系统中的用于独立系统中的发电机发电机发电机。
目录火力发电厂原理图下页火力发电厂原理图火力发电厂原理图目录变压器的用途下页�主要用于各级变电站中。
�改变交流电能的电压，实现交流电能的经济输送和合理分配。
下页目录电力系统示意图水力发电厂110kV220kV110kV调相机220kV6kV35kV380/220V220k V 220k V110kV水力发电厂220k V110kV10.5kV火力发电厂火力发电厂110kV照明电动机图例发电机双绕组变压器三绕组变压器自耦变压器=GSGSGS GS GSM 3~M 3~GS GSGSGSGS目录电动机的用途下页�作为原动机，拖动各种机械设备。
�据统计，我国电动机的耗电量约占发电量的60% 。
�工业�农业�交通运输业�航天、航空、航海行业�国防、文化教育、医疗卫生、IT等行业�日常生活目录电动机的用途下页�工业机床、机器人、轧钢机、纺织机、造纸机、风机、水泵、压缩机、吊车、卷扬机、传送带等。
�农业电力排灌设备、脱粒机、碾米机、榨油机、粉碎机等。
�交通运输业电气机车、磁悬浮列车、城市轨道列车、无轨电车、电动汽车等。
目录电动机的用途下页�航空和航海业有特殊要求的航空电机、船用电机和推进电机等。
电子技术基础概论 华中科技大学 高等教育出版社.ppt
1. 模拟信号 ---时间和数值均连续变化的电信号，如正弦波、三角波等
u
O
t
u
O t
2、数字信号 ---在时间上和数值上均是离散的信号。
数字信号波形 •数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象不同， 分析、设计方法以及所用的数学工具也相应不同
3、模拟信号的数字表示 由于数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换为 数字信号.
q 6ms 100% 37.5% 16ms
(3)实际脉冲波形及主要参数 非理想脉冲波形
(4)时序图----表明各个数字信号时序关系的多重波形图。
由于各信号的路径不同，这些信号之间不可能严格保持同步关系。 为了保证可靠工作，各信号之间通常允许一定的时差，但这些时差 必须限定在规定范围内，各个信号的时序关系用时序图表达。
2、数字集成电路的特点
1)电路简单,便于大规模集成,批量生产 2)可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强 3)体积小,通用性好,成本低. 4)具可编程性,可实现硬件设计软件化 5)高速度 低功耗 6)加密性好
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
阎 石主编《数字电子技术基础．》第四版高等教育出版社
蔡惟铮主编《基础电子技术》 《集成电子技术》 高等教育出版社
郑家龙、王小海主编《集成电子技术基础教程》 高等教育出版社
李哲英主编《电子技术及其应用基础基础》 高等教育出版社 电子工程手册编委会等编． 中外集成电路简明速查手册-TTL、CMOS．电子工业出版社 王金明,杨吉斌编．《数字系统设计与VerliogHDL 》
u
O
t
u
O t
2、数字信号 ---在时间上和数值上均是离散的信号。
数字信号波形 •数字电路和模拟电路：工作信号，研究的对象不同， 分析、设计方法以及所用的数学工具也相应不同
3、模拟信号的数字表示 由于数字信号便于存储、分析和传输，通常都将模拟信号转换为 数字信号.
q 6ms 100% 37.5% 16ms
(3)实际脉冲波形及主要参数 非理想脉冲波形
(4)时序图----表明各个数字信号时序关系的多重波形图。
由于各信号的路径不同，这些信号之间不可能严格保持同步关系。 为了保证可靠工作，各信号之间通常允许一定的时差，但这些时差 必须限定在规定范围内，各个信号的时序关系用时序图表达。
2、数字集成电路的特点
1)电路简单,便于大规模集成,批量生产 2)可靠性、稳定性和精度高,抗干扰能力强 3)体积小,通用性好,成本低. 4)具可编程性,可实现硬件设计软件化 5)高速度 低功耗 6)加密性好
3、数字电路的分析、设计与测试
(1)数字电路的分析方法 数字电路的分析:根据电路确定电路输出与输入之间的逻辑关系。 分析工具：逻辑代数。 电路逻辑功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式和波形图。
阎 石主编《数字电子技术基础．》第四版高等教育出版社
蔡惟铮主编《基础电子技术》 《集成电子技术》 高等教育出版社
郑家龙、王小海主编《集成电子技术基础教程》 高等教育出版社
李哲英主编《电子技术及其应用基础基础》 高等教育出版社 电子工程手册编委会等编． 中外集成电路简明速查手册-TTL、CMOS．电子工业出版社 王金明,杨吉斌编．《数字系统设计与VerliogHDL 》
华中科技大学电信系《电路理论》课件-电路复习课
13
动态网络的复频域分析: 1. 熟练掌握常用函数的拉氏变换,拉氏变换的基本 性质(线性性,积分,微分,延迟,卷积),掌握 利用部分分式展开式求拉氏逆变换(重点掌握不含 重极点情况). 2.熟练掌握KCL,KVL的运算形式,R,L,C元件及 耦合电感元件的运算模型,运算阻抗及运算导纳,运 算电路,运算法分析动态网络. 3.理解网络函数的定义,分类与作用,掌握求取电 路网络函数的方法. 4.掌握网络函数的一般性质(零点,极点),网络函 数与对应冲激响应的关系,掌握通过网络函数求任意 激励下的零状态响应.
5
二,时域与频域分析 熟练掌握线性电容元件的库伏特性,伏安特性 直流稳态值的计算,储能等概念.深刻理解电容电 压的连续性(初始值的计算)的含义.掌握线性电 容元件的串联与并联计算. 熟练掌握线性电感元件的韦安特性,伏安特性 直流稳态值的计算,储能等概念.深刻理解电感电 流的连续性(初始值的计算)的含义.掌握线性电 感元件的串联与并联计算.
14
二端口网络: 1. 深刻理解二端口网络的概念,二端口网络的描述 方法,参数方程及参数的含义,熟练掌握二端口网 络的Z参数,Y参数,H参数,和T参数的求法. 2. 掌握二端口网络各参数之间的互换,互易二端口网 络,对称二端口网络的参数特点.掌握二端口网络的 T形(П形)等效电路及其应用. 3.掌握级联及其应用,了解串联和并联的概念(不 含有效性条件).熟练掌握有端接二端口网络的分 析,输入阻抗与输出阻抗的概念与计算.
(a)
U
cd
jX L
b
I 1 + I 2 = 10∠ 0 o
XC 1 = R 3 XL = 3 R
I2 R
60° I R 30° 1 30°
UC
UL UL = I2XL =5 3 XL = = 3 R=1 I2
动态网络的复频域分析: 1. 熟练掌握常用函数的拉氏变换,拉氏变换的基本 性质(线性性,积分,微分,延迟,卷积),掌握 利用部分分式展开式求拉氏逆变换(重点掌握不含 重极点情况). 2.熟练掌握KCL,KVL的运算形式,R,L,C元件及 耦合电感元件的运算模型,运算阻抗及运算导纳,运 算电路,运算法分析动态网络. 3.理解网络函数的定义,分类与作用,掌握求取电 路网络函数的方法. 4.掌握网络函数的一般性质(零点,极点),网络函 数与对应冲激响应的关系,掌握通过网络函数求任意 激励下的零状态响应.
5
二,时域与频域分析 熟练掌握线性电容元件的库伏特性,伏安特性 直流稳态值的计算,储能等概念.深刻理解电容电 压的连续性(初始值的计算)的含义.掌握线性电 容元件的串联与并联计算. 熟练掌握线性电感元件的韦安特性,伏安特性 直流稳态值的计算,储能等概念.深刻理解电感电 流的连续性(初始值的计算)的含义.掌握线性电 感元件的串联与并联计算.
14
二端口网络: 1. 深刻理解二端口网络的概念,二端口网络的描述 方法,参数方程及参数的含义,熟练掌握二端口网 络的Z参数,Y参数,H参数,和T参数的求法. 2. 掌握二端口网络各参数之间的互换,互易二端口网 络,对称二端口网络的参数特点.掌握二端口网络的 T形(П形)等效电路及其应用. 3.掌握级联及其应用,了解串联和并联的概念(不 含有效性条件).熟练掌握有端接二端口网络的分 析,输入阻抗与输出阻抗的概念与计算.
(a)
U
cd
jX L
b
I 1 + I 2 = 10∠ 0 o
XC 1 = R 3 XL = 3 R
I2 R
60° I R 30° 1 30°
UC
UL UL = I2XL =5 3 XL = = 3 R=1 I2
电机学 华中科大课件
Y.Q.Xiong 2006-3
《电机学》第1章 导论
8
软磁材料：磁滞回 线很窄。硅钢片、 铸铁、铸钢等等。 硬磁材料：磁滞回 线很宽，或叫永磁 材料。铁氧体、稀 土钴、钕铁硼等。 基本磁化曲线
Y.Q.Xiong 2006-3
《电机学》第1章 导论
9
磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下的反复磁 化过程中，磁畴会不停转动，相互之间会不断摩 擦，因而就要消耗一定的能量，产生功率损耗。 这种损耗称为磁滞损耗。 磁滞损耗的大小与磁滞回线的面积、电流频率 f 和铁心体积V 成正比。 由于硅钢片的磁滞回线面积很小，而且导磁性能 好。因此，大多数电机、变压器或普通电器的铁 心都采用硅钢片制成。
Ψ NΦ N ( F m ) N ( Ni m ) 自感 L N 2 m i i i i
N ——线圈匝数 Λm——自感磁通所经磁路的磁导 自感的大小与匝数的平方和 磁路的磁导成正比； 铁心线圈的自感要比空心线 圈的大得多； 铁心线圈的电感不是常数， 当磁路饱和程度增加时，自 感下降。
磁路
磁通 Φ 磁动势 F 磁阻 Rm 磁压降 Hl 磁导 Λm 欧姆定律 Φ = F / Rm 基氏第一定律 ΣΦ=0 基氏第二定律 ΣF=ΣHl=ΣΦR
电路
电流 i 电动势 e 电阻 R 电压降 u 电导 G 欧姆定律 i=u / R 基氏第一定律 Σi=0 基氏第二定律 Σe=Σu=ΣiR
Y.Q.Xiong 2006-3
Y.Q.Xiong 2006-3
《电机学》第1章 导论
12
1.3 电机中的基本电磁定律
一、全电流定律 全电流定律（安 培环路定律）： 磁场强度沿任意 的闭合路径的线 积分等于闭合路 径包围的导体电 流的代数和。 电流是产生磁场 的源。
华中科技大学电信系数电课件绪论
在电路中用低、高电平表示0、1两种逻辑状态
逻辑电平与电压值的关系（正逻辑）
电压(V) +5 0
二值逻辑 1 0
电平 H(高电平 L(低)电平
)
不同的器件
可能会对应 不同的电压
数字波形的两种类型
(a)非归零型
(b)归零型
高电平
(a) 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0
低电平
(b) Δt
Δt为一拍(一位） 数字波形
数字通信系统 计算机系统 数字视听系统 等等。。。
模拟电路－数字电路－数字系统
模拟电路是数字电路的基础 数字系统离不开模拟电子技术
数字电路的分析方法
数学基础：逻辑代数 工具：逻辑表达式、真值表、波型图等 使用计算机仿真
数字电路的设计方法
传统设计方法 应用问题电路问题数学问题
t
2
t
3
t/s t/s
数字信号的描述方法
二值数字逻辑 在数字电路中，数字信号取值只有两种 ：高和低。用逻辑0和逻辑1来表示。 逻辑0和逻辑1表示两种对立的逻辑状态 逻辑0和逻辑1可以很方便的和电路状态对 应（电子器件的开和关、电压的高和低 ）
注：数字电路中也使用多值逻辑
逻辑电平和电压的关系
数字系统的发展历史（续）
1947年，晶体管发明（贝尔实验室 ） 1959年，电话数字交换方案及实验室样机 20世纪60年代，集成电路出现 1971年，微处理器4004；Intel 20世纪70年代到80年代，数字技术迅猛发展
，广泛应用 从20世纪80年代开始，数字电路逐步采用超
大规模专用集成电路（ASIC）技术
按电路结构和工作特点
组合逻辑电路 时序逻辑电路
本课程要学习的主要内容
华中科技大学电子技术基础(数字部分)课件1
M SB 计算机 0 0 1 1 0 1 1 0 L SB 并行数据传输
(a)
打印机
C P 2 2 2 并行数据 2 2 2 2 2
0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
(a)
0 1 2 (L S B ) 3 4 5 6 7
1
2
3
4
5
6
7
(M
S B )
1.3.4
八进制
所以
b-1= 0 b-2= 1 b-3= 1 b-4= 0 b-5= 0
0.48×2 = 0.96 0.96×2 = 1.92 0.92×2 = 1.84 0.84×2 = 1.68 0.68×2 = 1.36
b-6 = 0 b-7 = 1 b-8 = 1 b-9 = 1 b-10= 1
(0.39) 10 = (0.0110001111) 2
3)、二进制转换成八进制：
•因为八进制的基数8=23 ，所以，可将三位二进制数表示一位 八进制数，即 000～111 表示 0～7 •转换时，由小数点开始，整数部分自右向左，小数部分自左 向右，三位一组，不够三位的添零补齐，则每三位二进制数 表示一位八进制数。 例 (10110.011)B = (26.3)O 三、八进制转换成二进制： 将每位八进制数展开成三位二进制数，排列顺序不变即可。 例 (752.1)O=(111 101 010.001)B
i =−∞
∑ K ×10 , K ∈[0 ~ 9]
十进制就是以10为基数的计数体制。 用电信号来表达或存储一位十进制数，要求电路存在10个明显 不同的稳定状态，以分别表示10个数码，这样电路会很复杂。
２．二进制数
二进制数只有0、1两个数码，它的表达、存储具有其他进制不可 比拟的简单性，所以在数字电路和计算机中普遍采用。 二进制数中只有0和1两个数码。进位规律是：“逢二进一”.各位 的权都是2的幂。它是以2为基数的计数体制 例如：1+1= 10 = 1×21 1)二进制数的一般表达式为:
(a)
打印机
C P 2 2 2 并行数据 2 2 2 2 2
0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
(a)
0 1 2 (L S B ) 3 4 5 6 7
1
2
3
4
5
6
7
(M
S B )
1.3.4
八进制
所以
b-1= 0 b-2= 1 b-3= 1 b-4= 0 b-5= 0
0.48×2 = 0.96 0.96×2 = 1.92 0.92×2 = 1.84 0.84×2 = 1.68 0.68×2 = 1.36
b-6 = 0 b-7 = 1 b-8 = 1 b-9 = 1 b-10= 1
(0.39) 10 = (0.0110001111) 2
3)、二进制转换成八进制：
•因为八进制的基数8=23 ，所以，可将三位二进制数表示一位 八进制数，即 000～111 表示 0～7 •转换时，由小数点开始，整数部分自右向左，小数部分自左 向右，三位一组，不够三位的添零补齐，则每三位二进制数 表示一位八进制数。 例 (10110.011)B = (26.3)O 三、八进制转换成二进制： 将每位八进制数展开成三位二进制数，排列顺序不变即可。 例 (752.1)O=(111 101 010.001)B
i =−∞
∑ K ×10 , K ∈[0 ~ 9]
十进制就是以10为基数的计数体制。 用电信号来表达或存储一位十进制数，要求电路存在10个明显 不同的稳定状态，以分别表示10个数码，这样电路会很复杂。
２．二进制数
二进制数只有0、1两个数码，它的表达、存储具有其他进制不可 比拟的简单性，所以在数字电路和计算机中普遍采用。 二进制数中只有0和1两个数码。进位规律是：“逢二进一”.各位 的权都是2的幂。它是以2为基数的计数体制 例如：1+1= 10 = 1×21 1)二进制数的一般表达式为:
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N个输入的逻辑函数需要2的N次方的容量的SRAM 来实现，一般多个输入的查找表采用多个逻辑块 级连的方式
1111
1111
查找表的基本原理
N个输入的逻辑函数需要2的N次方的容量的SRAM 来实现，一般多于输入的查找表采用多个逻辑块 级连的方式
d[3..0]
可编程逻辑器件
数字电路与逻辑设计
器件为什么可编程
数学基础－－布尔代数 逻辑函数的表示：
SOP－－最小项之和 POS－－最大项之积
组合电路的 编程实现方法
基本的可编程器件
输入
与阵列
乘积项
或阵列
输出
PLD出现的背景
电路集成度不断提高
SSIMSILSIVLSI CADCAEEDA 自下而上自上而下
乘积项逻辑阵列
可编程 触发器
乘积项选择矩阵 宏单元内部结构
宏单元内部结构
乘积项逻辑阵列和乘积项选择矩阵：实现 输入信号的组合逻辑
可编程触发器模块：实现时序逻辑。主要 对5个选择器进行设置。 扩展乘积项：对于更加复杂的逻辑功能， 需要附加的乘积项来实现，有并联扩展乘 积项和串连扩展乘积项两种形式。
查找表
与门
d[7..4]
查找表
与门
d[11..0]
查找表
与门
可编程连线
Xilinx LCA的连线
单长线：贯穿于CLB之间，最小连接长度 是相邻CLB的行距和列距； 双长线：经过两个CLB之后和开关矩阵相 连； 长线：贯穿整个芯片，不经过开关矩阵； 开关矩阵：提供灵活的互连； 可编程互连点：将CLB的I/O和连线网络 连接；
熔丝或反熔丝编程器件－－Actel的FPGA器件
体积小，集成度高，速度高，易加密，抗干扰，耐高 温 只能一次编程，在设计初期阶段不灵活
Actel推出用Flash保存编程数据的FPGA芯片 SRAM－－大多数公司的FPGA器件
可反复编程，实现系统功能的动态重构 每次上电需重新下载，实际应用时需外挂EEPROM 用于保存程序
OLMC组成
8输入或门构成或门阵列 异或门控制输出信号的极性 （XOR为1时， 输出反相） D触发器寄存数据，完成时序电路功能 整个GAL16V8的CK、OE共用 四个多路器（由AC0，AC1控制）
PTMUX：选择输入 OMUX：选择输出 TSMUX：选择输出三态门的控制信号 FMUX：选择反馈信号
最大的PLD供应商之一 FPGA的发明者，最大的PLD供 应商之一 ISP技术的发明者 提供军品及宇航级产品
PLD中的逻辑符号
与门
乘积项
PLD分类（按集成度）
低密度
PROM,EPROM,EEPROM,PAL,PLA,GAL 只能完成较小规模的逻辑电路
高密度FPGA集成度的比较
厂家 器件
Altera EP2S180 Xilinx XC2VP125 Actel AX2000
逻辑宏 单元
179,400 125,136 10,752
RAM bit
9,383,040 10,008,000 295,000
DSP block
96个DSP模 块
PLL I/O
101－专用输入
当SYN=1
AC0=0 AC1=0时
OLMC为组合 输出模式
三态门选通异 或门输出 经触发器送三 态门
100－专用输出
111－选通输出
010－时序输出
011－时序电路中的组合输出
GAL编程原理
先擦除原有数据 P/V管脚（19）设为高电平 Sdin管脚（9）为数据输入端（串行） Sclk管脚（8）为时钟输入端 RAG0-RAG5选择行地址（3，4，5，6，7， 18）
G A L 1 6 v 8 框 图
GAL通用结构
输入缓冲器 8个 输出缓冲器（三态） 8个 与门阵列 64×32 输出反馈/输入缓冲器 8个 输出逻辑宏单元 8个 （含或门阵列） OLMC（OUTPUT LOGIC Macro Cell） 时钟，选通
1个时钟输入 CLK 缓冲器 8 个 输 入 缓 冲 器 1个可编程的与 阵列
PLD的发展趋势
向高集成度、高速度方向进一步发展
最高集成度已达到800万门
向低电压和低功耗方向发展， 内嵌多种功能模块
存储器单元，DSP，CPU
Xilinx推出最小特征尺寸达到90nm的FPGA， 降低成本，提高密度 向数、模混合可编程方向发展
PLD生产厂家
极大减小电路的面积，降低功耗，提高可靠性 提供语言、图形等设计方法，十分灵活 通过仿真工具来验证设计的正确性
具有完善先进的开发工具
可以反复地擦除、编程，方便设计的修改和升 级
灵活地定义管脚功能，减轻设计工作量，缩短 系统开发时间 内部资源丰富，可用于完成存储器、PLL以及 DSP的功能。
8 个 三 态 输 出 缓 冲 器
8个输出逻辑 宏单元
8 个 输 出 / 反 馈 缓 冲 器
1个输出使能 缓冲器
O L M C 结 构
1)D触发器 输出逻辑宏单元（OLMC）结构 多路 锁存或门的输出状态，使 开关 GAL可构成时序逻辑 多 电路 路 2)4个多路开关 开 PTMUX：控制来自与阵 D 关 异 列的第一乘积项 触 或 TSMUX:选择输出三态缓 发 门 冲器的选通信号 器 FMUX:决定反馈信号的来 源 多 多 OMUX:控制输出信号是否 路 或 路 锁存 开 门 开 3)异或门 关 关 用于控制输出信号的 极性
用PROM实现组合逻辑电路功能
编程连接点 固定连接点 （或） （与）
实现的函数为：
F2 A B A B
F A B A B 1
F3 A B
可编程逻辑器件－－PAL
与门阵列可编程、或 门阵列固定连接（不 可编程） 可编程阵列逻辑PAL
用PAL实现全加器
An Bn Cn “或”阵列 （固定）
典型的CPLD是由PLD模块阵列组成，阵列 之间有可编程的互连结构
类似于PAL PLD PLD PLD
PLD
PLD
PLD
可编程的连线
Altera MAX7000 CPLD
逻辑阵列模块
可编程 IO模块
MAX7000内部结构
逻辑阵列块LAB，实现用户设计的逻辑功能， 每个LAB内部包含16个逻辑宏单元 （MacroCell）。 I/O控制块，可配置为输入、输出和双向三 种工作模式。 可编程连线阵列PIA，为LAB之间的信号提 供连接所需的通道。 特定输入/输出管脚：GCLK，GClrn，OE
可编程连线阵列
在各个逻辑宏单元之间以及逻辑宏单元与 I/O单元之间提供信号连接的网络 CPLD中一般采用固定长度的线段来进行连 接，因此信号传输的延时是固定的，使得 时间性能容易预测。 因为器件工艺问题，连线阵列不能做到100 ％的连通率。
FPGA结构原理图
PIC
IOB CLB包含多个 逻辑单元
可编程的I/O单元
能兼容TTL和CMOS多种接口和电压标准 可配置为输入、输出、双向、集电极开 路和三态等形式 能提供适当的驱动电流 降低功耗，防止过冲和减少电源噪声 支持多种接口电压（降低功耗）
1.2～0.5um,5V 0.35um,3.3V 0.25um,internal 2.5V,I/O3.3V 0.18um,internal 1.8V,I/O2.5V and 3.3V
12
1,158 1,200 684
4个PowerPC 12 处理器 8
PLD分类（按结构特点）
基于与或阵列结构的器件－－阵列型
PROM，EEPROM，PAL，GAL，CPLD CPLD的代表芯片如：Altera的MAX系列
基于门阵列结构的器件－－单元型
FPGA
PLD分类（按编程工艺）
AnBnCn
AnBnCn
AnBnCn
AnBnCn AnBn AnCn
Sn An Bn Cn An Bn Cn An Bn Cn An Bn Cn Cn1 An Bn An Cn Bn Cn
“与”阵列 (可编程) Sn Cn+1
BnCn
PLD的输出结构举例
专用输出结构（基本组合输出结构）
内部结构称为LCA（Logic
Cell
Array）由三个部分组成： 可编程逻辑块（CLB） 可编程输入输出模块（IOB） 可编程内部连线（PIC）
CLB（LE）内部结构
查找表的基本原理
实际逻辑电路 LUT的实现方式
a,b,c,d 输入
逻辑输出
地址
RAM中 存储的内容
0000
0001
EEPROM－－大多数CPLD器件
可反复编程 不用每次上电重新下载，但相对速度慢，功耗较大
可编程逻辑器件－－PLA
与门阵列、或门阵列 都可编程－－可编程 逻辑阵列PLA
编程灵活
可编程逻辑器件－－PROM
与阵列固定，为全 译码阵列。或门阵 列可编程。 器件的规模将随着 输入信号数量n的 增加成2n指数级增 长。
0
0 0 1
0000
0001
...
0
0 0 1
N个输入的逻辑函数需要2的N次方的容量的SRAM 来实现，一般多个输入的查找表采用多个逻辑块 级连的方式
1111
1111
查找表的基本原理
N个输入的逻辑函数需要2的N次方的容量的SRAM 来实现，一般多于输入的查找表采用多个逻辑块 级连的方式
d[3..0]
可编程逻辑器件
数字电路与逻辑设计
器件为什么可编程
数学基础－－布尔代数 逻辑函数的表示：
SOP－－最小项之和 POS－－最大项之积
组合电路的 编程实现方法
基本的可编程器件
输入
与阵列
乘积项
或阵列
输出
PLD出现的背景
电路集成度不断提高
SSIMSILSIVLSI CADCAEEDA 自下而上自上而下
乘积项逻辑阵列
可编程 触发器
乘积项选择矩阵 宏单元内部结构
宏单元内部结构
乘积项逻辑阵列和乘积项选择矩阵：实现 输入信号的组合逻辑
可编程触发器模块：实现时序逻辑。主要 对5个选择器进行设置。 扩展乘积项：对于更加复杂的逻辑功能， 需要附加的乘积项来实现，有并联扩展乘 积项和串连扩展乘积项两种形式。
查找表
与门
d[7..4]
查找表
与门
d[11..0]
查找表
与门
可编程连线
Xilinx LCA的连线
单长线：贯穿于CLB之间，最小连接长度 是相邻CLB的行距和列距； 双长线：经过两个CLB之后和开关矩阵相 连； 长线：贯穿整个芯片，不经过开关矩阵； 开关矩阵：提供灵活的互连； 可编程互连点：将CLB的I/O和连线网络 连接；
熔丝或反熔丝编程器件－－Actel的FPGA器件
体积小，集成度高，速度高，易加密，抗干扰，耐高 温 只能一次编程，在设计初期阶段不灵活
Actel推出用Flash保存编程数据的FPGA芯片 SRAM－－大多数公司的FPGA器件
可反复编程，实现系统功能的动态重构 每次上电需重新下载，实际应用时需外挂EEPROM 用于保存程序
OLMC组成
8输入或门构成或门阵列 异或门控制输出信号的极性 （XOR为1时， 输出反相） D触发器寄存数据，完成时序电路功能 整个GAL16V8的CK、OE共用 四个多路器（由AC0，AC1控制）
PTMUX：选择输入 OMUX：选择输出 TSMUX：选择输出三态门的控制信号 FMUX：选择反馈信号
最大的PLD供应商之一 FPGA的发明者，最大的PLD供 应商之一 ISP技术的发明者 提供军品及宇航级产品
PLD中的逻辑符号
与门
乘积项
PLD分类（按集成度）
低密度
PROM,EPROM,EEPROM,PAL,PLA,GAL 只能完成较小规模的逻辑电路
高密度FPGA集成度的比较
厂家 器件
Altera EP2S180 Xilinx XC2VP125 Actel AX2000
逻辑宏 单元
179,400 125,136 10,752
RAM bit
9,383,040 10,008,000 295,000
DSP block
96个DSP模 块
PLL I/O
101－专用输入
当SYN=1
AC0=0 AC1=0时
OLMC为组合 输出模式
三态门选通异 或门输出 经触发器送三 态门
100－专用输出
111－选通输出
010－时序输出
011－时序电路中的组合输出
GAL编程原理
先擦除原有数据 P/V管脚（19）设为高电平 Sdin管脚（9）为数据输入端（串行） Sclk管脚（8）为时钟输入端 RAG0-RAG5选择行地址（3，4，5，6，7， 18）
G A L 1 6 v 8 框 图
GAL通用结构
输入缓冲器 8个 输出缓冲器（三态） 8个 与门阵列 64×32 输出反馈/输入缓冲器 8个 输出逻辑宏单元 8个 （含或门阵列） OLMC（OUTPUT LOGIC Macro Cell） 时钟，选通
1个时钟输入 CLK 缓冲器 8 个 输 入 缓 冲 器 1个可编程的与 阵列
PLD的发展趋势
向高集成度、高速度方向进一步发展
最高集成度已达到800万门
向低电压和低功耗方向发展， 内嵌多种功能模块
存储器单元，DSP，CPU
Xilinx推出最小特征尺寸达到90nm的FPGA， 降低成本，提高密度 向数、模混合可编程方向发展
PLD生产厂家
极大减小电路的面积，降低功耗，提高可靠性 提供语言、图形等设计方法，十分灵活 通过仿真工具来验证设计的正确性
具有完善先进的开发工具
可以反复地擦除、编程，方便设计的修改和升 级
灵活地定义管脚功能，减轻设计工作量，缩短 系统开发时间 内部资源丰富，可用于完成存储器、PLL以及 DSP的功能。
8 个 三 态 输 出 缓 冲 器
8个输出逻辑 宏单元
8 个 输 出 / 反 馈 缓 冲 器
1个输出使能 缓冲器
O L M C 结 构
1)D触发器 输出逻辑宏单元（OLMC）结构 多路 锁存或门的输出状态，使 开关 GAL可构成时序逻辑 多 电路 路 2)4个多路开关 开 PTMUX：控制来自与阵 D 关 异 列的第一乘积项 触 或 TSMUX:选择输出三态缓 发 门 冲器的选通信号 器 FMUX:决定反馈信号的来 源 多 多 OMUX:控制输出信号是否 路 或 路 锁存 开 门 开 3)异或门 关 关 用于控制输出信号的 极性
用PROM实现组合逻辑电路功能
编程连接点 固定连接点 （或） （与）
实现的函数为：
F2 A B A B
F A B A B 1
F3 A B
可编程逻辑器件－－PAL
与门阵列可编程、或 门阵列固定连接（不 可编程） 可编程阵列逻辑PAL
用PAL实现全加器
An Bn Cn “或”阵列 （固定）
典型的CPLD是由PLD模块阵列组成，阵列 之间有可编程的互连结构
类似于PAL PLD PLD PLD
PLD
PLD
PLD
可编程的连线
Altera MAX7000 CPLD
逻辑阵列模块
可编程 IO模块
MAX7000内部结构
逻辑阵列块LAB，实现用户设计的逻辑功能， 每个LAB内部包含16个逻辑宏单元 （MacroCell）。 I/O控制块，可配置为输入、输出和双向三 种工作模式。 可编程连线阵列PIA，为LAB之间的信号提 供连接所需的通道。 特定输入/输出管脚：GCLK，GClrn，OE
可编程连线阵列
在各个逻辑宏单元之间以及逻辑宏单元与 I/O单元之间提供信号连接的网络 CPLD中一般采用固定长度的线段来进行连 接，因此信号传输的延时是固定的，使得 时间性能容易预测。 因为器件工艺问题，连线阵列不能做到100 ％的连通率。
FPGA结构原理图
PIC
IOB CLB包含多个 逻辑单元
可编程的I/O单元
能兼容TTL和CMOS多种接口和电压标准 可配置为输入、输出、双向、集电极开 路和三态等形式 能提供适当的驱动电流 降低功耗，防止过冲和减少电源噪声 支持多种接口电压（降低功耗）
1.2～0.5um,5V 0.35um,3.3V 0.25um,internal 2.5V,I/O3.3V 0.18um,internal 1.8V,I/O2.5V and 3.3V
12
1,158 1,200 684
4个PowerPC 12 处理器 8
PLD分类（按结构特点）
基于与或阵列结构的器件－－阵列型
PROM，EEPROM，PAL，GAL，CPLD CPLD的代表芯片如：Altera的MAX系列
基于门阵列结构的器件－－单元型
FPGA
PLD分类（按编程工艺）
AnBnCn
AnBnCn
AnBnCn
AnBnCn AnBn AnCn
Sn An Bn Cn An Bn Cn An Bn Cn An Bn Cn Cn1 An Bn An Cn Bn Cn
“与”阵列 (可编程) Sn Cn+1
BnCn
PLD的输出结构举例
专用输出结构（基本组合输出结构）
内部结构称为LCA（Logic
Cell
Array）由三个部分组成： 可编程逻辑块（CLB） 可编程输入输出模块（IOB） 可编程内部连线（PIC）
CLB（LE）内部结构
查找表的基本原理
实际逻辑电路 LUT的实现方式
a,b,c,d 输入
逻辑输出
地址
RAM中 存储的内容
0000
0001
EEPROM－－大多数CPLD器件
可反复编程 不用每次上电重新下载，但相对速度慢，功耗较大
可编程逻辑器件－－PLA
与门阵列、或门阵列 都可编程－－可编程 逻辑阵列PLA
编程灵活
可编程逻辑器件－－PROM
与阵列固定，为全 译码阵列。或门阵 列可编程。 器件的规模将随着 输入信号数量n的 增加成2n指数级增 长。