固定逻辑与可编程逻辑

可编程逻辑器件(PLD)

详细描述
PLD开发工具提供了完整的解决方案，包括设计输入、综合、布局布线、仿真和调试等功能。这些工具支持多种PLD器件和编程语言，使得设计师能够高效地实现数字电路设计和PLD编程。
05
PLD的未来发展与挑战
PLD的未来发展趋势
更高的集成度
随着半导体工艺的进步，PLD将实现更高的集成度，具备更强大的计算和数据处理能力。
现代阶段
随着技术不断发展，PLD 的集成度更高，功能更强大，应用领域更广泛。
PLD的应用领域
通信领域
用于实现通信协议的转换、信号处理和调制解调等功能。
工业控制
用于实现自动化控制、电机驱动和传感器数据处理等功能。
数字信号处理（DSP）
用于实现图像处理、语音识别和数字信号处理算法。
计算机硬件设计
安全与可靠性问题
随着PLD在关键领域的应用增加，安全和可靠性问题成为关注的焦点，需要加强安全机制和可靠性设计。
知识产权保护
随着PLD技术的不断进步和应用领域的拓展，知识产权保护成为重要问题，需要加强知识产权保护措施。
PLD的发展前景与展望
拓展应用领域
随着PLD技术的不断成熟，其应用领域将进一步拓展，尤其是在人工智能、物联网、5G等领域。
布线策略
选择合适的布线策略，确保信号传输的可靠性和效率。
物理验证
检查布局和布线后的设计是否满足时序和功耗要求。
配置与下载
生成配置文件
根据设计结果，生成用于配置PLD的二进制文件。
下载与配置
将配置文件下载到PLD中，完成硬件电路的配置。
测试与验证
在实际硬件环境中测试设计的正确性和性能。
04
复杂可编程逻辑器件(CPLD)

9.3 可编程逻辑阵列(PLA)

Q2n1 D2 Q4 Q2Q1 Q2 Q1 Q1n1 D1 Q1
CP /R /Q 1 Q1 /Q 2
Q2
/Q 3
Q3
/Q 4
Q4
译码、显示 8421BCD计数器
与阵列（与项）地址译码器
a P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0 bc d e gf
D
Q
4
/R /Q
D
Q
a Q4Q3Q2Q1 Q3Q2Q1 P0 P1 b Q3Q2Q1 Q3Q2Q1 P2 P3 c Q3Q2Q1 P4
W=A
地址译码器输
X=A⊕B AB AB 出字线是7个
Y=B⊕C BC BC 与项而不是最
0 1110100 1 0001100 1 0011101 1 0101111 1 0111110 1 1001010 1 1011011 1 1101001
Z=C⊕D CD CD 小项。
令字线：P0 A P3 BC P6 C D P1 AB P4 BC
Q4 Q3 Q2 Q1
D
a
C B A
译码器
b g
七段 LED
令：DCBA=Q4Q3Q2Q1
a DCBA CBA Q4Q3Q1Q1 Q3Q2Q1 P0 P1
b CBA CBA Q3Q2Q1 Q3Q2Q1 P2 P3 c CB A Q3Q2Q1 P4
共9个与项
d CB A CBA DCBA Q3Q2Q1 Q3Q2Q1 Q4Q3Q2Q1 P1 P5 P0
10 01 000 0
Q4Q3
Q2Q1 00 01 11 10
00 0 0 X 1
01 0 0 X 0Q4n1 11 0 1 X X 10 0 0 X X 共八个与项

可编程逻辑器件及应用技法

可编程逻辑器件及应用技法一、可编程逻辑器件的概念及种类可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种可以根据用户需要进行编程的数字电路。

它由固定数量的逻辑单元、输入/输出端口和可编程互连网络组成。

根据其结构和功能特点，可编程逻辑器件主要分为三类：可编程门阵列（Programmable Array Logic，PAL）、可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）和复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）。

1. 可编程门阵列（PAL）可编程门阵列是最早出现的一种PLD。

它由一个或多个输入端口、一个或多个输出端口以及一组与这些输入输出端口相连的逻辑门组成。

PAL中每个逻辑门都有一个开关控制其是否参与运算。

PAL可以通过改变开关状态来改变电路功能。

2. 可编程逻辑阵列（PLA）可编程逻辑阵列是在PAL的基础上发展起来的。

与PAL不同的是，PLA中每个逻辑门都有两个开关控制其是否参与运算。

这样就可以实现更加复杂的电路功能。

3. 复杂可编程逻辑器件（CPLD）复杂可编程逻辑器件是一种集成度更高、功能更强大的PLD。

它由多个可编程逻辑单元（Programmable Logic Block，PLB）组成，每个PLB包含多个可编程逻辑门、输入/输出端口和可编程互连网络。

CPLD可以实现更加复杂的电路功能，并且具有更高的速度和密度。

二、可编程逻辑器件的应用1. 数字电路设计可编程逻辑器件可以根据用户需要进行编程，因此在数字电路设计中得到了广泛应用。

例如，可以使用PAL或PLA来实现简单的逻辑功能，使用CPLD来实现复杂的电路功能。

2. 通信系统通信系统中需要对数据进行处理和传输，因此需要大量的数字电路。

可编程逻辑器件可以根据通信系统的需求进行编程，从而实现各种不同的数据处理和传输功能。

3. 控制系统控制系统中需要对各种参数进行测量和控制。

CPLD的名词解释

CPLD的名词解释CPLD（Complex Programmable Logic Device）是一种复杂可编程逻辑器件。

它是一种数字电子元件，通常用于实现硬件设备中的逻辑电路功能。

CPLD使用可编程的电子门数组和触发器来实现逻辑功能，并具有非常高的灵活性和可重构性。

CPLD的核心部件是可编程电子门数组。

这个数组由许多逻辑门组成，如与门、或门、非门等。

通过利用这些逻辑门的输入和输出，可以实现不同的逻辑功能。

CPLD中的每个逻辑门都可以根据需要进行编程，从而实现各种复杂的功能。

通常，CPLD的编程是通过使用专门的开发工具和硬件描述语言来完成的。

与CPLD紧密相关的是触发器。

触发器是一种存储器件，用于存储和传输电信号。

CPLD中的触发器可以按照特定的规则进行编程，用于实现电路的状态存储和时序控制功能。

触发器的编程常用于设计复杂的时序电路，例如时钟分频、数据传输等。

CPLD具有多个可编程的输入和输出引脚。

这些引脚可以与外部电路进行连接，以实现与其他电子元件的交互。

通过这些引脚，CPLD可以接收外部电路的输入信号，并输出相应的结果信号。

这使得CPLD可以被用于设计各种不同的硬件应用，例如数据处理、控制系统等。

CPLD的可重构性使得它在电子设计中具有广泛的应用。

与传统的固定逻辑电路相比，CPLD可以根据需要进行编程和重新配置。

这意味着可以在同一个CPLD器件中实现多个不同的电路功能，而无需更换硬件。

这种灵活性使得CPLD非常适合于原型设计和快速迭代开发。

同时，CPLD还具有较高的可扩展性。

通过将多个CPLD器件连接在一起，可以实现更复杂的逻辑功能。

这种多器件联合的设计被称为“系统集成电路（System-on-a-Chip）”。

CPLD的可扩展性使得它可以应用于各种规模和复杂程度的电子系统中。

此外，CPLD还具有较低的功耗特性。

由于它是通过编程来实现逻辑功能，相对于传统的固定逻辑电路，CPLD可以在不需要某些特定功能时关闭相应的逻辑门，从而节约功耗。

可编程逻辑器件第章第一章可编程逻辑器件简介

可编程逻辑器件第章第一章可编程逻辑器件简介引言电子设计的必由之路将是数字化，这已成为有目共睹的事实。

在数字化的道路上，我国电子设计技术的发展经历了许多重大的变革和飞跃。

从传统的应用SSI、MSI等通用的数字电路芯片构成电路系统到广泛地应用单片机，电子设计技术发生了一个巨大的飞跃。

今天，随着VLSI向更高层次的发展，电子产品市场运作节奏的进一步加快，电子设计技术已迈入一个全新的阶段，即CPLD/FPGA在EDA基础上的广泛应用。

它在更高层次上容纳了过去数字技术的优秀部分，但在电子设计的技术操作和系统构成上却发生了质的飞跃。

CPLD/FPGA不但在逻辑实现上是无限的，而且可触及硅片电路线度的物理极限，并兼有串行、并行工作方式，高速、高可靠性以及宽口径适用性等诸方面的特点。

不但如此，随着EDA 技术的发展和CPLD/FPGA向深亚微米领域的进军，它们与MCU、MPU、DSP、A/D、D/A、ROM和RAM等独立器件之间的功能界限将日益模糊。

特别是软/硬件IP芯核产业的迅猛发展，嵌入式通用与标准CPLD/FPGA器件呼之欲出，片上系统（SOC）已近在咫尺。

同时，CPLD/FPGA还打破了软硬件之间最后的屏障，使软硬件工程师有了共同的语言。

可以预测，未来的电子设计将是EDA的时代，而掌握EDA这门技术无疑已成为现代每一位电子设计工程技术人员必不可少的基本技能。

本篇正是鉴于这样的背景，介绍了可编程逻辑器件（PLD）CPLD/FPGA的结构以及通用的硬件描述语言（VHDL），并着重介绍了Altera公司的软件平台MAX+PLUSII的使用和在此基础上的PLD基本设计原理。

第一章可编程逻辑器件简介1．1PLD设计的数字系统的特点可编程逻辑器件（ProgrammedLogicDevice），简称PLD，是一种由用户通过编程定义其逻辑功能，从而实现各种设计要求的集成电路芯片。

它是70年代发展起来的新型逻辑器件，发展至今，已相继出现了PROM、EPROM、PLA、PAL、GAL和ISP等多个品种。

cpld语言 -回复

cpld语言-回复CPLD（Complex Programmable Logic Device）是一种可编程逻辑器件，它具有广泛的应用领域，包括数字逻辑电路设计、数字信号处理、自动化控制、仪器仪表和通信设备等。

本文将详细介绍CPLD的基本概念、工作原理以及它在电子工程中的应用。

第一部分：CPLD概述CPLD是一种采用可编程技术实现逻辑功能的半导体器件。

与传统的具有固定逻辑功能的器件不同，CPLD可以根据用户的需求进行逻辑功能配置。

它由可编程逻辑单元（PLU）、可编程输入输出（PIO）、时钟管理单元（CMU）和外部输入输出引脚（I/O）等组成。

第二部分：CPLD工作原理CPLD的核心部分是可编程逻辑单元（PLU），它是由大量的逻辑门构成。

这些逻辑门可以被用户编程为特定的逻辑功能，例如AND、OR、NOT 等。

用户可以使用专门的软件工具来配置逻辑门的功能，从而实现特定的逻辑功能。

CPLD的输入输出引脚（I/O）可以连接到外部电路，用于与其它器件进行通信。

CPLD还包含一些时钟管理单元（CMU），用于控制和管理时钟信号。

时钟信号可以用于同步逻辑功能的实现，提高系统性能和稳定性。

第三部分：CPLD的优势CPLD具有以下几个优势：1. 灵活性：CPLD的逻辑功能可以根据用户的需求进行配置，可以实现复杂的逻辑功能，适用于各种应用场景。

2. 高集成度：CPLD内部包含大量的逻辑门和存储器单元，可以实现多个逻辑功能的集成，减少了电路板的复杂度和尺寸。

3. 可编程性：CPLD可以重复编程，方便用户在设计和开发过程中进行逻辑功能的调整和优化。

4. 低功耗：CPLD采用低功耗的工艺制造，可以满足电子设备对功耗的要求。

5. 高可靠性：CPLD具有较高的抗干扰能力和稳定性，适用于各种复杂环境和工作条件。

第四部分：CPLD的应用CPLD在电子工程中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 数字逻辑电路设计：CPLD可编程性强，可以实现各种复杂的数字逻辑功能，包括逻辑门电路、时序电路、状态机等。

FPGA工作原理

FPGA工作原理FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种集成电路，它的工作原理与传统的固定功能集成电路有所不同。

FPGA的工作原理可以分为配置阶段和运行阶段两个主要部分。

在配置阶段，FPGA通过编程器将用户设计的逻辑电路信息加载到FPGA芯片中。

这些逻辑电路信息包括逻辑门、触发器、存储器单元等。

FPGA内部有大量的可编程逻辑单元和可编程互连资源，这些资源可以根据用户的需求进行灵活的配置和连接，从而实现各种不同的数字电路功能。

用户可以使用硬件描述语言（如Verilog、VHDL）或图形化设计工具（如Quartus II、Vivado）来描述自己的电路设计，并将其编译成适合FPGA的配置文件。

一旦配置完成，FPGA进入运行阶段。

在这个阶段，FPGA根据用户设计的逻辑电路信息，以及外部输入信号，执行特定的功能。

FPGA内部的逻辑单元根据用户的设计进行逻辑运算，存储器单元用于存储中间结果，互连资源用于连接各个逻辑单元和存储单元。

通过这些操作，FPGA可以实现各种复杂的数字信号处理、通信、控制等功能。

FPGA的工作原理可以用一个灵活的数字电路平台来形容。

与固定功能集成电路相比，FPGA具有灵活性强、适应性好、开发周期短等优点。

因此，FPGA在数字系统设计、通信系统、图像处理、工业控制等领域得到了广泛的应用。

总的来说，FPGA的工作原理是基于可编程逻辑和可编程互连资源的灵活配置，以及根据配置实现特定功能的运行。

通过这种工作原理，FPGA可以满足不同应用场景下的灵活性和可定制性需求，是一种非常重要的数字集成电路技术。

《可编程逻辑器件开发与应用》课程标准

《可编程逻辑器件开发与应用》课程标准可编程逻辑器件开发与应用课程标准1. 课程背景可编程逻辑器件（PLD）作为现代数字电路设计的重要组成部分，具有高度可编程性和灵活性，广泛应用于各种电子设备和系统中。

为了满足市场对于专业人才的需求，本课程旨在培养学生对于可编程逻辑器件的开发与应用的能力。

2. 课程目标该课程的主要目标是使学生掌握以下能力：- 了解可编程逻辑器件的基本原理和特性；- 掌握可编程逻辑器件的开发流程和工具；- 研究使用HDL语言进行可编程逻辑器件设计；- 掌握PLD的应用场景和相关技术。

3. 课程内容3.1 可编程逻辑器件基础知识- 可编程逻辑器件的概述- 可编程逻辑器件的分类和特点- 可编程逻辑器件与固定逻辑器件的比较3.2 可编程逻辑器件开发流程- 可编程逻辑器件开发的步骤和流程- 可编程逻辑器件开发工具的介绍和应用3.3 HDL语言设计- HDL语言的基本概念和语法- HDL语言在可编程逻辑器件设计中的应用- HDL语言的仿真和验证3.4 可编程逻辑器件应用案例- 可编程逻辑器件在数字电路设计中的应用- 可编程逻辑器件在嵌入式系统设计中的应用- 可编程逻辑器件在通信系统设计中的应用4. 评估方式为了全面评估学生对于可编程逻辑器件开发与应用的掌握程度，本课程将采用以下评估方式：- 课堂作业：包括理论问题和实践操作；- 实验报告：根据实验项目的要求撰写实验报告；- 期末考试：综合考核学生的知识理解和应用能力。

5. 参考教材- 《可编程逻辑器件设计与应用》, 许伟伟, 清华大学出版社, 2015.- 《数字电路与逻辑设计》, 林东波, 电子工业出版社, 2017.6. 授课方式- 本课程采用面授的方式进行教学；- 鼓励学生参与互动，提问和解答问题；- 提供实践操作和实验项目，加强学生的实际能力。

7. 授课大纲请参考附件中的《可编程逻辑器件开发与应用课程大纲》。

以上为《可编程逻辑器件开发与应用》课程标准的初步内容，希望能够为学生提供系统和全面的知识培训，培养其在可编程逻辑器件领域的专业能力与创新思维。

可编程逻辑器件及应用

可编程逻辑器件及应用可编程逻辑器件（PLD）是一种电子器件，能够根据用户的需求和程序逻辑实现不同的功能。

它们被广泛应用于数字电路设计、自动化控制系统和嵌入式系统等领域。

本文将深入探讨可编程逻辑器件的原理、分类、优势及其在各个领域的应用。

一、可编程逻辑器件的原理可编程逻辑器件的核心是可编程逻辑阵列（PLA）或可编程逻辑门阵列（PLGA）。

它由一系列基本逻辑门（如与门、或门和非门）和可编程的互连网络组成。

用户可以通过编程器将逻辑功能和互连关系编程到可编程逻辑阵列中，从而实现特定的逻辑功能。

二、可编程逻辑器件的分类根据实现的逻辑功能不同，可编程逻辑器件可以分为可编程逻辑阵列（PLA）、可编程阵列逻辑器件（PAL）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）等几个主要类别。

1. 可编程逻辑阵列（PLA）可编程逻辑阵列（PLA）是最早出现的可编程逻辑器件之一。

它具有灵活的结构和编程方式，可以实现复杂的逻辑功能。

PLA的主要特点是可编程的输入和输出逻辑功能以及可编程的互连关系。

2. 可编程阵列逻辑器件（PAL）可编程阵列逻辑器件（PAL）与PLA类似，但它的输入逻辑功能是固定的，只有互连关系是可编程的。

PAL的制造成本较低，适合一些较简单的逻辑功能应用。

3. 复杂可编程逻辑器件（CPLD）复杂可编程逻辑器件（CPLD）是可编程逻辑器件的进一步发展。

CPLD通过集成多个可编程逻辑阵列和可编程互连网络，能够实现更复杂的逻辑功能。

CPLD具有较高的灵活性和可扩展性。

4. 现场可编程门阵列（FPGA）现场可编程门阵列（FPGA）是最灵活和最强大的可编程逻辑器件。

FPGA由大量可编程逻辑块（CLB）、可编程互连网络和输入/输出模块组成。

它可以根据用户的需求和程序逻辑实现几乎任何逻辑功能。

三、可编程逻辑器件的优势可编程逻辑器件相比于固定功能的逻辑器件具有以下几个优势：1. 灵活性：可编程逻辑器件可以根据用户的需求进行编程，实现不同的逻辑功能。

第六章可编程逻辑器件

8.2.2 GAL的结构
CP VCC
IN
GND
1 20 2 (GAL16V8) 19 3 18 4 17 5 16 15 6 14 7 13 8 12 9 10 11
I/O
EN
1
1 26 30 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 303 4 567 8 9101112 14 161718 20 22 242527282931 012 13 15 19 21 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 1 29 31 0 19
M
* AC AC1(m)
0
接零级输出
OE
OLMC的结构
CLOCK
AC1(n)
GAL器件的编程：
对GAL器件进行编程，硬件环境需要有一台计算机，另外还要配置一套GAL开发器。经过以下几步：
1．首先按逻辑要求选择器件类型，主要考虑输入输出管脚数量。 2．选择一种合适的编程软件如FM、ABEL、CUPL、原理图等编制相应的源文件。 3．上机调试源文件后，经过相应的编译程序生成XX.JED （熔丝图文件）。 4．将编程器和计算机连接，利用编程下载文件对GAL编程。GAL被编程后，还可利用检验程序对所写内容进行检验，准确无误后对GAL加密。
27 28 29 30 31
(19)
OLMC
(18)
17
16 17 18 19 20 21 22 23 4 24 25 26 27 28 29 30 31 5
OLMC
(17)
16
18
OLMC
(16)
33 35 37 39 6
32 34 36 38

可编程逻辑器件PLD

可编程逻辑器件PLD(Programmable Iogic Devices)是一种由用户编程来实现某种逻辑功能的新型逻辑器件，是专用集成电路。

ASIC的一个重要分支，属于通用型半定制电路。

与中小规模通用型集成电路相比，PLD具有集成度高、速度r陕、功耗小、高可靠性等优点，与大规模专用集成电路相比，PLD具有设计周期短、成本比较低、风险小、使用灵活、易于修改等优势，因此，PLD应用普遍，发展非常迅速。

就结构特点而言，PLD可分为两类：阵列型PLD与现场可编程门阵列FPGA，而阵列型PLD 又可分为简单PLD和复杂PLD两种．下面分别进行介绍。

1．简单PLD简单PLD的基本结构框图如附图所示。

简单PID主要由输入电路、与阵列、或阵列和输出电路等四部分组成。

与阵列和或阵列是核心，与阵列用来产生乘积项，或阵列用来产生乘积项之和形式的函数。

输入电路由缓冲器组成，可产生输入变量的原变量和反变量。

输出电路可以提供不同的输出方式，如组合输出、时序输出或可编程结构，输出端口通常带有三态门，且输出信号可以通过内部通道反馈到输入端。

简单PLD有PROM、PLA、PAL、GAL等四种类型。

PROM(可编程只读存储器)的与阵列为全译码形式的固定电路，其或阵列可编程。

PROM阵列规模大、速度低，主要用作存储器。

PLA(可编程逻辑阵列)具有可编程与阵列和可编程或阵列，结构最灵活。

PLA阵列规模较小，芯片的利用率较高，但编程复杂，故并未得到广泛的应用。

PAL(可编程阵列逻辑)和GAL (通用阵列逻辑)均为或阵列固定、与阵列可编程结构。

PAL采用熔丝编程方式，双极型工艺，工作速度快、输出结构种类多、设计灵活。

GAL是在PAL基础上改进发展而来的，GAL采用CMOS工艺制造，可反复编程，数据可长期保存。

GAL与PAL的最大差别在于GAL具有灵活的、可编程的输出结构——OLMC(输出逻辑宏单元)。

PAL的输出结构是固定的，芯片型号选定后，其输出结构也就选定了，而GAL虽只有三种基本型号，但通过对OLMC编程，可形成各种输出方式，因而可代替数十种PAL器件。

第二章可编程逻辑器件的基本原理

数字ASIC按照版图结构和制造方法分为全定制和半定制两种实现方法。
全定制法是一种基于晶体管级的手工设计版图的设计方法。全制定ASIC的各层掩模都是按特定电路功能专门制造的，设计者必须从晶体管的版图尺寸、位置和互联线开始设计，并据此确定整个电路的布局布线，已达到芯片面积利用率高、速度快、功耗低的最优化性能。涉及需借助全定制版图设计工具来完成。设计全定制ASIC，不仅要求设计者具有丰富的半导体材料和工艺技术知识，还要具有完整的系统和电路设计的工程经验。利用全定制法设计的电路面积利用率最高、性能较好、功耗较低、集成度高、工作速度高，但其设计制作过程人工参与的工作量大、设计周期长，而且容易出错。全定制法比较适用于批量较大的产品，如：通用中小规模集成电路设计、有特殊性能要求和功耗要求的电路设计、处理器中的特殊功能模块电路的设计等。
ASIC按照设计方法的不同分为: 一、模拟ASIC 二、数字ASIC
ASIC
数字ASIC
模拟ASIC
全定制
半定制
线性阵列
模拟标准单元
门阵列
标准单元
PLD
图2-1 ASIC的分类
模拟ASIC由线性阵列和模拟标准单元组成。由于模拟电路的频带宽度、精度、增益和动态范围等暂时还没有一个最佳的办法加以描述和控制，因此与数字ASIC相比，它的发展还相当缓慢。但模拟ASIC可减少芯片面积、提高性能、降低费用、扩大功能、降低功耗、提高可靠性以及缩短开发周期，因此其发展也势在必行。
半定制法是一种约束性设计方式。约束的主要目的是简化设计、缩短设计周期、降低设计成本和提高芯片成品率。半定制法按逻辑实现的方式不同分为：门阵列法、标准单元法、可编程逻辑器件法三种。
• 门阵列法

第2章可编程逻辑器件

3 . PAL
尽管用PLA实现逻辑电路的效率远远高于PROM，但PLA也有不足之处，主要是与阵列和或阵列均采用可编程开关，而可编程开关需占用较多的芯片面积，并会引入较大的信号延时，因此，PLA的结构不利于提高器件的集成度和工作速度。20世纪70年代出现了可编程阵列逻辑PAL。PAL是Programmable Array Logic的缩写，即可编程阵列逻辑。PAL也是PLD的一种，采用“与”、“或”阵列结构，但是与PROM 不同，PAL的“或”阵列是固定的，而“与”阵列则是可以编程的。随着VLSI技术的不断发展和提高，允许设计规模较大的“与”阵列。因此PAL为用户对“与”阵列编程带来了很大方便。在逻辑表达式中一般可以简化到几个积项，很少超过8个。所以在PAL中，每一个或门输入最多可以有8个乘积项，ic Array Logic的缩写，即通用可编程阵列逻辑。对应很多简单的数字逻辑，GAL等简单的可编程逻辑器件仍然被大量使用。目前，国内外很多对成本十分敏感的设计都在使用GAL等低成本可编程逻辑器件，越来越多的74系列逻辑电路被GAL取代。GAL等器件发展至今已经近20年了，新一代的GAL器件以功能灵活、小封装、低成本、重复可编程、应用灵活等优点仍然在数字电路领域扮演着重要的角色。目前比较大的GAL器件供应商主要是Lattice半导体公司。PAL器件的发展，给逻辑设计带来了很大的灵活性，但是它所提供的灵活性是有限的，不同的输出结构需要选用不同型号的PAL器件。此外，PAL的编程元件是熔丝，一旦编程以后不能再修改，因此，限制了PAL的广泛应用。20世纪80年代，Lattice公司推出了通用阵列逻辑（GAL），采用 EECMOS工艺，可以反复修改和再次编程。GAL器件在可编程阵列逻辑的基础上，增加了输出逻辑宏单元OLMC（Output Logic MacroCell），使得GAL的特性和使用灵活性大大优于PAL，成为目前为止使用最广泛的简单PLD器件。

可编程逻辑器件的详细分析分类和输出结构

可编程逻辑器件的详细分析分类和输出结构
根据PLD器件的与阵列和或阵列的编程情况及输出形式，可编程逻辑器
件通常可分为4类。

第一类是与阵列固定、或阵列可编程的PLD器件，这类PLD器件以可编程只读存储器PROM为代表。

可编程只读存储器PROM
是组合逻辑阵列，它包含一个固定的与阵列和一个可编程的或阵列，PROM
中的与阵列是全译码形式，它产生而个输入变量的所有最小项。

PROM的每个输出端通过或阵列将这些最小项有选择地进行或运算，即
可实现任何组合逻辑函数。

由于与阵列能够产生输人变量的全部最小项，所以用PROM实现组合逻辑函数不需要进行逻辑化简。

但随着输人变量数的增加，与阵列的规模会迅速增大，其价格也随之大大提高。

而且与阵列越大，译码开关时间就越长，相应的工作速度也越慢。

因此，实际上只有规模较小
的PROM可以有效地实现组合逻辑函数，而大规模的PROM价格高，工作
速度低，一般只作为存储器使用。

第二类是与阵列和或阵列均可编程的PLD器件，以可编程逻辑阵列PLA
为代表。

PLA和PROM一样也是组合型逻辑阵列，与PROM不同的是，它
的两个逻辑阵列均可编程。

PLA的与阵列不是全译码形式，它可以通过编程
控制只产生函数最简与或式中所需要的与项。

因此，PLA器件的与阵列规模
减小，集成度相对提高。

可编程逻辑电路

Y1=DCBA+DCBA+DCBA+DCBA=m2+m3+m6+m7 Y2=DCBA+DCBA+DCBA+DCBA=m6+m7+m10+m14 Y3=DCBA+DCBA=m4+m14 点阵图 Y4=DCBA+DCBA=m2+m15
D
C B A
m0 m1m2
m14m15
4、字符发生器
字符：0、1点阵组成
位线
B3 B2 B1 B0 输出缓冲器
4字×4位
F3 F2 F1 F0
ROM的工作原理
导通 1 0 0
0
0 0 1
1 导通 0 1 0 1
存储矩阵是一个“或”逻辑阵列
D0 W0 W1
D1 W1 W3
D2 W0 W2 W3 D3 W1 W3
有二极管
W0=A1A0
一、静态RAM的结构和工作原理
A0 A1
地址译码存储矩阵
A n -1
器数据输入 /输出
读 / 写控制（ R /W ）片选（ CS ）
（ I/O）读写控制电路
二、RAM的存储单元
（1）静态存储单元
图中VT1～VT4构成RS触发器，用以存储二进制信息。 VT5、VT6为门控管，其状态由行线（Xi）决定。 Xi=1时，VT5、VT6导通， Q和的状态送至位线（Bj、）上。VT7、VT8是每列存储单元的门控管，其状态取决于 B j Q 列线Yj。Yj=1时，VT7、VT8 导通，数据端D、和位线接通，并通过三态门G1～G3进行读（输出）、写（输入）等操作。

可编程逻辑器件PLD的使用

可编程逻辑器件PLD的使用介绍可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一种集成电路，用于实现数字逻辑电路的设计与开发。

相比于传统的固定逻辑电路，PLD具有可编程性，可以根据需要重新编程，从而满足不同的功能需求。

在现代电子设备中，PLD被广泛应用于各种数字系统，包括计算机、通信设备、工控系统等。

本文将介绍PLD的基本概念、工作原理以及使用方法，帮助读者了解和使用PLD。

基本概念可编程逻辑器件（PLD）可编程逻辑器件是一种集成电路芯片，由一系列的逻辑门、触发器和可编程连接元件组成。

PLD中的连接元件可以根据用户的需求通过编程来定义，从而实现不同的逻辑功能。

逻辑门逻辑门是数字电路中的基本组成元件，用于执行逻辑运算。

常见的逻辑门有与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）等。

PLD中通常包含多个逻辑门，可以通过编程来定义逻辑门之间的连接关系，以实现特定的逻辑功能。

触发器触发器是数字电路中用于存储和操作信息的元件。

PLD中的触发器可以用来实现时序逻辑功能，例如计数器和状态机等。

可编程连接元件可编程连接元件是PLD中的重要组成部分，它决定了逻辑门和触发器之间的连接关系。

通常使用的可编程连接元件有可编程逻辑阵列（PLA）和可编程互连元件（PAL）等。

工作原理PLD的工作原理可以分为两个阶段：编程和运行。

编程编程是指将用户的逻辑设计转换为PLD可读取的编程文件。

通常使用的编程方式有硬件编程和软件编程。

硬件编程通常通过专用的编程设备和编程线进行，而软件编程则通过一种特定的软件工具来完成。

在编程过程中，用户需要定义逻辑门和触发器之间的连接关系，以及逻辑功能的实现方式。

编程文件通常以特定的格式保存，供PLD读取并进行配置。

运行运行是指将经过编程的PLD配置为用户所需的逻辑功能，并进行实际运行。

运行过程中，PLD读取编程文件中的配置信息，并根据配置信息实时控制逻辑门和触发器的工作状态。

PLD是可编程逻辑器件

PLD是可编程逻辑器件1. 什么是PLD可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一类用于实现数字逻辑功能的集成电路。

与传统的固定功能的逻辑门电路不同，PLD可以通过编程来实现不同的逻辑功能。

PLD通常由一个或多个可编程的逻辑门阵列（PAL）和一个或多个可编程的互联网络（PEN）组成。

通过调整PLD中的逻辑阵列和互联网络的编程，可以实现不同的逻辑功能和电路连接。

2. PLD的分类根据逻辑阵列和互联网络的不同结构，PLD可以分为以下几类：2.1 可编程阵列逻辑（Programmable Array Logic，简称PAL）可编程阵列逻辑是较早期的PLD类型，它采用与阵列逻辑（Array Logic）相似的结构。

PAL由一个输入逻辑阵列和一个输出产品项逻辑阵列组成。

输入逻辑阵列根据编程的交叉点来产生AND逻辑函数，输出产品项逻辑阵列则产生OR逻辑函数。

2.2 可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，简称PLA）可编程逻辑阵列是PLD的一种进化形式。

与PAL不同，PLA在输入逻辑阵列和输出产品项逻辑阵列之间加入了可编程的“与阵列”（AND-Plane），从而提供了更大的灵活性。

PLA在实现逻辑功能时，可以通过编程选择使用特定的与阵列。

2.3 具有可编程互联网络的CPLD与FPGA2.3.1 复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，简称CPLD）CPLD是一种相对较大规模的PLD，它不仅包含与阵列和产品项逻辑阵列，还包含了可编程的互联网络。

CPLD的互联网络可用于编程实现更复杂的电路连接。

CPLD通常由多个PAL、PLA、互联网络、时钟管理和输出驱动器等部分组成。

2.3.2 现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，简称FPGA）FPGA是目前最为灵活和功能最强大的PLD类型。