山东大学 范爱萍 数字电子技术第10章 (10)

L0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
10.2
低密度PLD
（2）用卡诺图进行化简，化简后得到的逻辑表达式为：
L0 A0
L1 A1 A0 A0 A1
L2 A2 A0 A2 A1 A0 A3 A1 A0
A3 1 A2 1 A1 1 A0 1 & & & & & & & & ≤1 ≤1 ≤1 L1 ≤1 L0
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10.2 低密度PLD 例1. 已知某组合逻辑电路的真值表，用ROM设计该逻辑电路。
真值表
输 入 输 出
（2）画出用ROM实现的阵列图
0 0 1 0 1 0 1 0
A 1 B 1 C 1
A B C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
L F G 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0
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10.2
低密度PLD
一、 ROM也是一种可编程逻辑器件
ROM的基本结构：一个固定的与阵列和一个可编程的或阵列
I2 1 I1 1 I0 可编程“或”阵列 1 & & & & &
&
& & ≤1 ≤1 ≤1
固定“与”阵列 O2
O1
O0
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EEPROM
PLA
PAL
GAL
CPLD
FPGA
低密度PLD通常是指那些集成度小于1000门/每片的PLD。 高密度PLD一般是指那些集成度大于1000门/每片的PLD。
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10.1
PLD的结构与分类
四、 PLD的电路表示方法
（1）输入缓冲器
B
B A, C A
标准逻辑器件可用于任何数字电路的设计中，但却很难实现复杂的逻辑 电路。为此，人们生产了一种集成的半成品芯片，出厂时不具有特定的
逻辑功能，用户可根据需要对其编程而赋予某种逻辑功能，使其成为一
种专用芯片。这种半成品芯片就是可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）。可编程逻辑器件是超大规模集成技术和电
第一类是通用芯片。是指那些具有基本功能的数字器件，比如我们学过的 门电路、触发器、各种组合逻辑电路和时序逻辑电路等。它们可用来设计 各种各样的数字电路。
缺点：很难实现一个复杂的数字系统。 第二类是专用芯片（ASIC）。是为某种专门用途而设计，并将整个系统集 成在一个芯片上。如手机、电视机、数码相机、单片机等等，其核心都是 专用的集成芯片。
由输入缓冲、与阵列、或阵列和输出结构四部分组成 可以实现与－或逻辑的与阵列和或阵列是电路的核心
外部输入
. . .
输
入
缓 冲
与 阵 列
或 阵 列
输
出
结 构
. . .
输 出
反馈输入
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10.1
PLD的结构与分类
三、PLD的分类
PLD
低密度PLD
高密度PLD
PROM
EPROM
缺点：它的开发周期长、成本高，只适用于那些大批量生产的电子产品。
第三类就是可编程逻辑芯片（PLD）。它相当于一种集成的半成品芯片， 出厂时不具有特定的逻辑功能，用户可根据需要对其进行编程而赋予某种 逻辑功能，使其成为一种专用芯片。
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10.1
PLD的结构与分类
二．PLD的结构框图
1
&
&
≤1 ≤1 ≤1
可编程“与”阵列
O2
O1
O0
PLA有组合型和时序型两种类型，分别实现组合电路和时序电路。
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10.2
低密度PLD
1．组合型PLA应用举例
用PLA设计一个将余3码变换成8421BCD码的组合逻辑电路。 解：（1）列出真值表：
输出（余3码） A3
第十章 可编程逻辑器件
10.1 PLD的基本概念
10.2 低密度PLD 10.3 高密度PLD简介
10.4 基于可编程逻辑器件的数字系统设计流程
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引
言
前面介绍的组合电路和时序电路的集成芯片都属于标准逻辑器件，
它们的功能是固定的，比如译码器只能实现译码，计数器只能实现计数。
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1
真
值
表
输出（8421码） L3
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
A2
0 1 1 1 1 0 0 0 0 1
A1
1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
A0
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
L2
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
L1
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
A C
A
1
B C
（2）PLD的连线方式
固定连接
编程连接
不连接
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10.1
PLD的结构与分类
（3）PLD的与门表示方法
A B C & & F A B C A B C F F
（4）PLD的或门表示方法
A B C A B C A B C
≥1
≥1
F
F
2
F
（5）PLD的三态门表示方法
子设计自动化（EDA）技术相结合的产物。是数字电路向着超高集成度、
超低功耗、超小型封装和专用化方向发展生产出的一种新型芯片。本章 简要介绍可编程逻辑器件的种类、基本结构、工作原理等。
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10.1 PLD的基本结构与分类
一、PLD的由来
数字集成电路就其应用而言可以分为三大类。
& & & & &
（1）由真值表写出最小项表达式：
&
L=m1+m2+ m4+m7 F=m1+m5+m6
&
&
≤1 ≤源自文库 ≤1
G=m2+m4+m6
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L
F
G
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10.2
低密度PLD
二、 可编程逻辑阵列PLA
不仅或阵列可编程，与阵列也可编程。
I2 I1 1 I0 1 可编程“或”阵列 & & & &
L3 A3 A2 A3 A1 A0
（3）画出用PLA实现该 码变换器的电路图
L3
L2
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10.2
低密度PLD
EN A L EN EN L A L
EN
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Δ
1
A
1
L
Δ
A
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10.2 低密度PLD
低密度PLD的四种基本类型:
类型
阵列 与 或
可编程
输出方式 三态、OC
ROM PLA PAL GAL
固定 可编程 可编程 可编程
可编程 三态、OC、高电平有效、低电平有效、寄 存器 固定 固定 三态、高电平有效、低电平有效、输入/输 出、寄存器 由用户编程定义