第20讲PLD器件及其应用
可编程逻辑器件原理及应用
可编程逻辑器件原理及应用在现代电子技术领域中，可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices, PLD）扮演着至关重要的角色。
它们是一类能够根据特定程序或配置进行逻辑功能定制的电子器件。
本文将介绍可编程逻辑器件的原理和应用。
一、可编程逻辑器件的原理可编程逻辑器件通常由可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array, PLA）或可编程阵列逻辑器件（Field-Programmable Gate Array, FPGA）组成。
这些器件采用了各种逻辑门和触发器等基本逻辑单元，并通过编程来定制它们的功能。
1. 可编程逻辑阵列（PLA）PLA由输入逻辑矩阵、编程逻辑矩阵和输出逻辑矩阵三部分组成。
输入逻辑矩阵用于接收输入信号，编程逻辑矩阵中的编程元件则根据编程信息来决定输出结果，而输出逻辑矩阵则将最终的逻辑数据输出。
2. 可编程阵列逻辑器件（FPGA）FPGA结构更加复杂，由可编程逻辑单元（Configurable Logic Block, CLB）、输入输出模块（Input/Output Block, IOB）等多个部分组成。
CLB是FPGA的核心，它可以根据编程完成各种逻辑功能；IOB则负责与外部器件的连接和数据输入输出。
二、可编程逻辑器件的应用可编程逻辑器件广泛应用于各个领域，包括数字系统设计、通信、控制系统和嵌入式系统等。
1. 数字系统设计在数字系统设计中，PLD和FPGA可以灵活实现各种逻辑功能。
它们可以用于建立计算机处理器、数据存储器和各种外围设备等数字电路。
2. 通信可编程逻辑器件在通信领域发挥着重要作用。
它们可以用于实现编码和解码功能、流水线的控制和数据处理等。
同时，PLD和FPGA也可以用于网络交换、调制解调器和光纤通信等领域的应用。
3. 控制系统在控制系统中，可编程逻辑器件被广泛用于控制逻辑的实现。
PLD和FPGA可以灵活适配各种控制算法和实时控制需求，用于工控领域、自动化生产线和机器人等控制系统中。
可编程逻辑器件及应用 丝路
可编程逻辑器件及应用丝路可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是一种数字电路集成电路，它可以通过编程来实现特定的功能。
PLD通常包括可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）、可编程阵列逻辑器件（Programmable Array Logic，PAL）和复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，CPLD）等。
PLD的应用非常广泛，它可以被用于数字信号处理、计算机网络、通信系统、工业控制等领域。
下面将介绍几个PLD的应用案例。
1. 数字信号处理数字信号处理是指将模拟信号转换为数字信号，并对其进行处理的过程。
在数字信号处理中，PLD可以被用于实现滤波器、快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）等算法。
例如，在音频处理中，PLD可以被用于实现音频滤波器以及降噪算法。
2. 计算机网络计算机网络是指多台计算机通过通信线路相互连接起来形成的一个系统。
在计算机网络中，PLD可以被用于实现交换机、路由器等网络设备。
例如，在以太网中，交换机需要对数据包进行转发和过滤操作。
这些操作可以通过使用PLD来实现。
3. 通信系统通信系统是指将信息从一个地方传输到另一个地方的系统。
在通信系统中，PLD可以被用于实现调制解调器、编码器、解码器等电路。
例如，在数字电视中，PLD可以被用于实现视频编解码器以及数字信号处理算法。
4. 工业控制工业控制是指对工业生产过程进行自动化控制的过程。
在工业控制中，PLD可以被用于实现逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、传感器接口电路、运动控制器等设备。
例如，在自动化生产线上，PLC需要对各个设备进行监控和控制。
这些操作可以通过使用PLD来实现。
丝路是一条连接东西方的古代贸易路线。
在丝路上，商人们通过沟通交流来促进贸易和文化交流。
可编程逻辑器件应用总结
可编程逻辑器件应用总结可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices，PLD）是一种数字电子器件，通过对其内部的电路进行编程，可以实现特定的逻辑功能。
PLD具有灵活性高、可编程性强、成本低等特点，因此在电路设计和数字系统实现中被广泛使用。
本文将总结可编程逻辑器件的应用领域、特点以及未来发展方向。
首先，可编程逻辑器件的应用非常广泛。
在数字电路设计中，PLD广泛用于逻辑门电路、计数器、状态机等基本逻辑电路的实现。
与传统的硬连线电路相比，PLD具有更高的灵活性和可重构性。
此外，PLD还可用于复杂系统的控制单元、数据通路等部分的实现。
例如，可编程逻辑器件可以用于实现数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、通信协议控制器等。
其次，可编程逻辑器件具有多种特点，使其在实际应用中具有很大的优势。
首先，PLD具有快速开发和验证的能力。
由于其可编程性，设计人员可以通过编写逻辑表达式、状态图等方式，快速验证设计的正确性。
其次，PLD的成本较低。
由于PLD的生产量大，其价格较低，因此在中小规模的应用中，PLD更具有竞争力。
再次，PLD具有较小的尺寸和低功耗。
现代的PLD器件体积小、功耗低，适合嵌入式系统和移动设备的应用。
最后，PLD具有较好的可扩展性。
通过在系统中添加更多的PLD器件，可以实现更复杂的功能，满足系统的需求。
随着科技的不断发展和数字系统的不断复杂化，可编程逻辑器件也在不断演化。
未来，可编程逻辑器件的发展方向主要集中在以下几个方面。
首先，研究人员正在努力提高可编程逻辑器件的计算能力和速度。
通过改进器件的架构和技术，提高器件的性能，满足更高要求的应用场景。
其次，研究人员也在探索新的编程模型和编程语言，使得PLD的编程更加高效和易用。
此外，人们对于可编程逻辑器件的可靠性和安全性也提出了更高的要求。
未来，研究人员将致力于解决可编程逻辑器件在高温、辐射等恶劣环境下的可靠性问题，以及防止逻辑错误和安全威胁。
可编程逻辑器件及应用 乙类
可编程逻辑器件及应用乙类可编程逻辑器件，简称PLD，是一种集成电路，可以根据用户的需求进行编程，实现特定的逻辑功能。
它是数字电路设计中的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、工业控制系统等。
PLD主要包括可编程逻辑阵列（PLA）、可编程数组逻辑器件（PAL）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）等几种类型。
PLD的应用领域非常广泛，可以用于数字信号处理、控制系统、通信系统、图像处理、人工智能等各种领域。
它具有灵活性高、设计周期短、成本低的特点，可以大大提高电子产品的设计和生产效率。
例如，在数字信号处理领域，PLD可以实现各种复杂的算法和信号处理功能，提高系统的性能和灵活性；在通信系统中，PLD可以实现各种协议的处理和控制，提高通信设备的适应性和可扩展性。
PLD的设计和编程是一个复杂而精细的过程。
设计师首先需要根据系统需求和功能要求，选择合适的PLD类型和规格；然后进行逻辑设计和电路仿真，确定电路结构和功能实现方式；最后进行编程和调试，将设计好的逻辑功能加载到PLD中，并验证其正确性和稳定性。
设计人员需要具备扎实的数字电路设计和编程技能，以及对特定应用领域的深入了解，才能设计出高性能和可靠的PLD系统。
在现代电子产品设计中，PLD扮演着越来越重要的角色。
随着技术的发展和市场需求的不断变化，PLD的功能和性能也在不断提升。
未来，随着人工智能、物联网、5G等新兴技术的快速发展，PLD将会有更广阔的应用前景和发展空间。
设计人员需要不断学习和更新知识，与时俱进，才能抓住机遇，应对挑战。
总的来说，可编程逻辑器件及应用在电子领域的发展至关重要。
它不仅推动了数字电路设计的进步，提高了电子产品的性能和可靠性，也促进了电子产业的创新和发展。
通过不断研究和实践，我们相信PLD技术将会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会带来更多的便利和进步。
希望各界人士共同努力，推动PLD技术的发展，为电子产业的繁荣做出更大的贡献。
可编程逻辑器件及应用 赏析
可编程逻辑器件及应用赏析
可编程逻辑器件（PLD）是一种集成电路芯片，能够根据用户的需求进行编程，实现特定的逻辑功能。
它在现代电子领域中扮演着至关重要的角色，被广泛应用于数字电路设计、通信系统、工业控制以及嵌入式系统等领域。
PLD的设计灵活性和可编程性使其成为了许多工程师和设计师的首选。
与传统的固定功能集成电路相比，PLD具有许多优势。
首先，PLD可以根据用户的需求进行编程，从而实现不同的逻辑功能，大大提高了设计的灵活性和可定制性。
其次，PLD的生产周期短，可大大缩短产品上市时间，降低研发成本。
此外，PLD还具有较高的集成度和性能，能够满足复杂系统的设计需求。
在PLD的应用方面，可以说是无所不包。
在数字电路设计中，PLD 可以用来实现逻辑门、寄存器、计数器等基本电路，为数字系统的设计提供了便利。
在通信系统中，PLD可以用来实现信号的处理、编解码、调制解调等功能，提高了通信系统的性能和可靠性。
在工业控制领域，PLD可以用来实现控制逻辑、传感器接口、执行器控制等功能，实现了自动化生产。
在嵌入式系统中，PLD可以用来实现系统的控制、接口转换、数据处理等功能，为嵌入式系统的设计提供了灵活性和可扩展性。
总的来说，PLD作为一种可编程逻辑器件，在现代电子领域中具有着广泛的应用和重要的意义。
它的设计灵活性和可编程性为电子系
统的设计和开发提供了便利，极大地推动了电子科技的发展。
随着科技的不断进步和人们对电子产品功能需求的不断提升，PLD必将在未来发挥更加重要的作用，为人类创造出更多更加便利的电子产品和系统。
可编程逻辑器件及应用 社会主义
可编程逻辑器件及应用社会主义可编程逻辑器件（PLD）是一种数字电路设备，它可以在不改变硬件设计的情况下重新编程以实现不同的功能。
PLD通常由可编程逻辑阵列（PLA）、可编程数组逻辑器件（PAL）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）组成。
PLD有许多应用，从简单的控制电路到复杂的计算机系统。
以下是几个常见的应用：1. 控制电路：PLD可以用于控制各种设备和机器，例如机械臂、自动售货机、智能家居等。
通过重新编程PLD，可以改变设备的工作方式和行为。
2. 数据传输：PLD可以用于数据传输和通信系统。
例如，在网络交换机中使用PLD来实现数据包转发和路由选择。
3. 数字信号处理：PLD可以用于数字信号处理，例如音频处理、图像处理和视频压缩等。
通过重新编程PLD，可以实现各种算法和信号处理技术。
4. 计算机系统：CPLD是一种专门设计用于计算机系统中的可编程逻辑器件。
它们通常用于控制总线接口、时钟管理、存储器控制等方面。
5. 测试和测量：PLD可以用于测试和测量设备，例如数字万用表、示波器和频谱分析仪等。
通过重新编程PLD，可以实现不同的测试和测量功能。
PLD在现代社会中的应用越来越广泛。
它们可以用于各种领域，包括工业控制、通信、医疗、航空航天和军事等。
PLD的优点是灵活性高、可重复使用性好、设计周期短等。
在社会主义建设中，PLD也有着重要的应用。
例如，在工厂自动化生产线中，PLD可以用于控制机器人和生产设备，提高生产效率和质量。
在交通运输领域，PLD可以用于控制交通信号灯和智能交通系统，提高道路安全和交通流畅度。
总之，PLD是一种非常有用的数字电路设备，在现代社会中具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和创新，PLD将继续发挥重要作用。
脉冲激光沉积pld技术及其应用
脉冲激光沉积pld技术及其应用脉冲激光沉积（PLD）技术及其应用一、简介脉冲激光沉积（pulsed laser deposition，PLD）是一种新型的无接触沉积技术，可以在均匀度、速度和性能等方面显著优于传统的技术。
PLD可以用于制备各种氧化物、碳化物和硫化物薄膜材料，如氧化铟锡、氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化钒和氧化铈等。
它可以在各种条件下用于定向长晶生长以及相变等研究。
此外，还可以用来生产无机复合薄膜及多层结构膜。
PLD技术可以分为单相和复合技术。
单相PLD是将质子束凝聚为很小的脉冲，并将其射入物质中来实现沉积。
复合PLD则是将物质以脉冲的形式从质子束中发射出来，并将其凝聚在某个表面上形成复合膜，从而达到沉积的目的。
二、原理PLD技术主要由激光光源、脉冲控制器和沉积炉组成，其中脉冲激光沉积（PLD）是一种把脉冲激光束从被沉积材料中激出的新型沉积技术，它的有点是同时允许对较高温度的材料，特别是金属，进行沉积。
PLD的原理是通过激光照射材料，使之形成脉冲辐射，然后将辐射辐射到壁上，使原子能被吸收，然后沉积在被沉积材料的表面上，从而形成沉积膜。
三、应用1、用于材料表面改性由于PLD技术可以用于制备各种氧化物、碳化物和硫化物薄膜，因此可以用于材料表面改性。
通过将薄膜材料涂覆在表面上，可以改变表面的光学、电学等性能，从而提高材料的可利用性。
例如，金属钛的PLD硫化膜可以改善钛的耐蚀性，而钛酸锆的PLD碳化膜可以改善钛的耐热性。
2、用于功能型材料的制备PLD技术还可以用于制备功能型材料，如氧化锆基杂化膜、氧化锗基杂化膜、氧化铝基杂化膜、氧化锰基杂化膜和氧化钛基杂化膜等。
这些材料具有独特的光学、电学和力学性能，可以用于电子器件、传感器、高性能涂料和纳米结构等的制备。
3、用于光刻光学元件的制备PLD技术还可以用于光刻光学元件的制备。
这种技术可以生产折射率高的氧化锆膜，从而可以改善光学系统的像散和成像质量。
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。
可编程逻辑器件PLD
0
问题：浮栅上的电荷无放电通路，没法泄漏。 用紫外线照射芯片上的玻璃窗，则形成光电电 流，把栅极电子带回到多晶硅衬底，SIMOS管恢复 到初始的导通状态。
（二）隧道型（FLOTOX）储存单元
前面研究的可擦写存储器的缺点是擦除已存入的信息必
须用紫外光照射一定的时间，因此不能用于快速改变储存信
息的场合。
+++ +++
开启电压UT2
开启电压加大
三、浮栅编程技术
用浮栅编程技术生产的编程单元是一种能多次改写的 ROM，即已写入的内容可以擦去，也可以重新写入新的内 容。 （一）叠栅型（SIMOS）存储单元
---
三、浮栅编程技术
用浮栅编程技术生产的编程单元是一种能多次改写的 ROM，即已写入的内容可以擦去，也可以重新写入新的内 容。 （一）叠栅型（SIMOS）存储单元
隧道型储存单元制成的存储器克服了这一缺点，它称
为电可改写只读存储器E2PROM，即电擦除、电编程的只读 存储器。
（二）隧道型（FLOTOX）储存单元 FLOTOX管的结构剖面示意图如图所示。
它与叠栅型管的不同在于浮栅延长区与漏区N 之间的交 向浮栅写入 擦除浮栅 电荷时，G加5电荷时，G加25 叠处有一个厚度约为80 цm的薄绝缘层。 V，D接25V。 V，D接GND。
3
Y
4
1 0
0 1 0 1
十进制 0 1 4 9
1 0 0 1 0 0 0 0
二、反熔丝型开关
用高压将PLICE 介质击穿。
三、浮栅编程技术
用浮栅编程技术生产的编程单元是一种能多次改写的 ROM，即已写入的内容可以擦去，也可以重新写入新的内 容。 （一）叠栅型（SIMOS）存储单元
可编程逻辑器件及应用 共析钢
可编程逻辑器件及应用共析钢
共析钢是具有优异物理力学和化学性能的钢铁材料，可广泛应用于船舶、汽车、机械、建筑等领域。
可编程逻辑器件（PLD）是一种数字电子器件，可编程逻辑器件及应用与共析钢的关系如下：
1. PLD的应用
PLD 可以实现逻辑功能的实现序列控制的实现。
将可编程逻辑器件的应用扩展到共析钢行业，可以应用于共析钢生产自动线控制系统、冷却过程控制等。
2. 共析钢生产自动线控制系统应用
共析钢生产是一个复杂的过程，需要对一系列参数进行监控和调整。
应用PLD 可以设计出一个自动线控制系统，可以实现自动监测和调整。
此控制系统可以监测和控制加热温度、卷取金属板厚度、冷却速度和冷却介质等关键参数。
如果参数超出预设范围，自动控制系统将根据电路设计，自动把媒介调整进程，以达到良好的生产效率。
3. 冷却过程控制应用
共析钢冷却过程控制也是很重要的一环，冷却过程对共析钢的力学性质和化学性质有着至关重要的影响。
应用PLD 可以设计一套冷却过程控制系统，可以对冷却介质的温度、媒介的流量进行监测和控制。
通过可编程逻辑器件的编程设计，可以实现自动化控制，自动分析数据，自动决策和告警，减小了操作人员的负担，提高了生产效率和产品的一致性。
总之，可编程逻辑器件和共析钢之间的关系非常密切，通过合理的应用，可以提高共析钢的生产效率、生产质量和降低生产成本，更好的促进共析钢行业的发展。
PLD的原理及应用
表达式为
y (A B) C (A D)
( AC BC)( A D)
AC AC D ABC BC D
图为采用乘积项结构来表示的逻辑示意图。
A
B
C
D
Y
2.2ispMACH4K CPLD内部结构图
通用逻辑块（GLB） 全局布线池（GRP） 输入输出块（IOB） 输出布线池（ORP）
36
块
16
输出布线池
V C C地 O 1
IO块
IO组1
IO块
2.2ispMACH4K CPLD内部结构图
1通用逻辑块（GLB）
如图所示，通用逻辑块的基本单元是宏单 元（Macrocell），每个GLB有16个宏单元、 36个来自全局布线池的输入、可编程与阵 列、一个时钟发生器和一些逻辑分配单元。 它有16个连接到输出布线池的输出，同时 会反馈到GRP。任何输入输出都必须经过 GRP，这样也就意味着即使来自同一个GLB 的信号也必须经过GRP。这种机制确保了 GLB之间的互连通信有固定的、可预测的 延时。
对器件进行设计和编程，通过配置、 路都是逻辑电路，比如74LS08，
更改器件内部逻辑单元和连接结构， 74LS32；复杂的逻辑功能器件：
从而实现所需要的逻辑功能。
MPU和CUP。
1.1.1 特点
1 标准单元器件：市场上的定型产品 2 订制器件：可按要求特制；芯片面积小、成本高、设计周期长 3 由“标准件”组合成“特定的逻辑功能芯片”是很麻烦的
系统体积
6 在线配置功能
1.1.4 常用分类方法
1、按器件集成度划分。这种分类方法比较粗糙，一般以GAL22V10作为对比，集成度大于它的成 为低密度可编程器件，反之则称为高密度可编程逻辑器件。GAL22B10的集成密度根据制造商的 不同，大致在500-750门之间。
可编程逻辑器件及应用 力偶
可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices，PLDs）及应用1. 背景介绍可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices，PLDs）是一种电子元件，用于实现数字逻辑电路中的功能。
与传统的数字逻辑芯片相比，PLDs具有更强的灵活性和可编程性。
PLDs通常由查找表、寄存器以及可编程连线等组成，可以根据用户的需求进行重构和重编程。
PLDs广泛应用于各种领域，包括通信、计算机、工业控制、医疗设备、消费电子等。
其主要作用是实现数字逻辑电路功能，提高系统的可编程性和灵活性。
在数字系统设计中，PLDs常被用于替代定制逻辑电路，以减少开发时间和成本并提高设计的可维护性和可拓展性。
2. 应用过程在PLD的应用过程中，通常包括以下几个步骤：2.1 确定功能需求在使用PLD之前，首先需要确定设计的功能需求。
该需求可以是一个布尔函数、一个状态机、一个计数器等。
根据需求的复杂程度和规模，可以选择不同类型的PLD 进行设计。
2.2 设计电路根据功能需求，设计电路逻辑。
可以使用硬件描述语言（HDL）如VHDL或Verilog 进行电路描述。
HDL语言可以描述数字逻辑功能，并将其映射到PLD内部的逻辑单元和查找表。
设计好的电路通常会包括逻辑门、寄存器、时钟控制等。
2.3 实现设计在确定电路设计后，需要将其实现到PLD中。
这一步骤通常包括两个子步骤，即进行逻辑综合和布局布线。
逻辑综合将HDL描述的电路转换为标准逻辑元件（如逻辑门、寄存器等）和可编程逻辑元素（如查找表）的组合。
逻辑综合工具根据设计约束和性能需求，进行逻辑最小化、时钟分配等处理，生成电路的实现细节。
布局布线将逻辑综合得到的电路映射到PLD的物理结构中。
其主要包括将逻辑元件放置在PLD芯片的不同区域以及连接逻辑元件之间的连线。
布局布线工具会考虑信号延迟、功耗等因素，以最优的方式将电路布局在PLD芯片上。
2.4 下载和验证在电路设计完成后，将其下载到目标PLD中进行验证。
可编程逻辑器件及应用 单晶体
可编程逻辑器件及应用单晶体随着信息技术的快速发展，可编程逻辑器件（PLD）已成为数字电路设计中的重要组成部分。
同时，应用单晶体也被广泛应用于各种电子设备中。
本文将从PLD和应用单晶体两个方面，详细介绍它们的定义、功能、特点和应用。
一、可编程逻辑器件（PLD）1.定义PLD是一种可编程电路，可以通过软件或硬件编程来实现特定的逻辑功能。
它包括可编程逻辑阵列（PLA）、可编程逻辑阵列（PAL）、可编程数组逻辑器件（CPLD）和可编程门阵列（FPGA）等类型。
PLD具有高度的可编程性和可重构性，可以满足各种数字电路设计需求。
2.功能PLD的主要功能是实现数字电路的逻辑功能。
它可以通过编程实现各种逻辑门电路，如与、或、非、异或等。
此外，PLD还可以实现计数器、时序电路、状态机等复杂的数字电路。
3.特点PLD具有以下特点：(1) 可编程性：PLD可以通过编程实现各种数字电路，具有较高的灵活性和可重构性。
(2) 高集成度：PLD可以实现复杂的数字电路，具有较高的集成度和小型化特点。
(3) 高速性：PLD具有快速响应和高速运算的特点。
(4) 低功耗：PLD具有低功耗的特点，适合于移动设备和低功耗应用。
4.应用PLD广泛应用于计算机、通信、工业控制、医疗设备、汽车电子、航空航天等领域。
具体应用包括：(1) 逻辑控制：PLD可用于实现各种逻辑控制电路，如计数器、时序电路、状态机等。
(2) 通信：PLD可用于实现调制解调器、数字滤波器、编码解码器等数字信号处理电路。
(3) 工业控制：PLD可用于实现自动化控制系统中的逻辑控制电路、运动控制电路等。
(4) 医疗设备：PLD可用于实现医疗设备中的数字信号处理、控制电路等。
二、应用单晶体1.定义应用单晶体是指将单晶体应用于电子设备中，用于实现特定的电路功能。
应用单晶体可以分为模拟单晶体和数字单晶体两种类型。
2.功能应用单晶体的主要功能是实现各种电路功能，如信号放大、滤波、调节、控制等。
PLD及其应用
ROM的分类
ROM存按元入构的成元存件储分单 类 数据的过程 称为编程
掩模式ROM
二极管ROM 晶体管ROM MOS管ROM
一次编程ROM(PROM)
按编程方式
光擦编程ROM(EPROM)
分类 多次改写编程ROM 电擦编程ROM(EEPROM)
电改写ROM(EAROM)
闪速存储器FLASH
ROM的应用（2）
数字逻辑器件的分类
标准产品 (逻辑门、触发器、译码器等）
由软件配置的LSI器件（微处理器、单片机等）
专用集成电路ASIC (Application Specific
Integratal Circuit)
全定制
半定制
可编程逻辑器件PLD (Programmable Logic
Device)
PLD的结构与特点（2）
----通过结构控制字可确定OLMC的五种结构
SYN
➢OLMC的工作模式 1
简单模式
1
寄存器模式 1
0 复合模式
0
AC0 AC1(n) 配置功能
01
输入模式
00
专用组合输出
11
反馈组合输出
1 1 组合+寄存器输出
10
寄存器输出
{end}
GAL器件的应用与开发(1)
GAL器件的开发工具
硬件开发工具 -----编程器
“与非”门、“或非”门、“异或”门和“同或”门。
解：(1)根据任务要求选择GAL器件,定义器件的引脚功能
12个输入、6个输出
Io / CP I1
1
GAL16V8
B C
D
20 FV7CC
E F
G
可编程逻辑器件PLD讲义
可编程逻辑器件PLD讲义1. 引言可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）是现代电子领域中非常重要的元器件。
它们在数字电路设计和嵌入式系统开发中起着关键作用。
本讲义将介绍什么是PLD以及如何使用PLD进行电路设计。
2. PLD的概述PLD是一种可以被编程的数字电路，通过在内部存储器中存储逻辑表达式或程序，在运行时根据输入信号进行逻辑运算，并产生输出信号。
PLD可以根据设计者的需求被重新编程，因此具有很高的灵活性和可重用性。
3. PLD的分类PLD可以被分为三类：可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）、可编程阵列逻辑（Programmable Array Logic，PAL）和可编程门阵列（Programmable Gate Array，PGA）。
3.1 可编程逻辑阵列（PLA）PLA是一种最早出现的PLD，它由一个积体门阵列和一个可编程的输出逻辑阵列组成。
PLA的积体门阵列实现了各种逻辑门的功能，并且可以通过编程将不同的输入和输出信号连接在一起，实现特定的逻辑功能。
3.2 可编程阵列逻辑（PAL）PAL是一种采用与门矩阵和与非门矩阵的组合来实现逻辑功能的PLD。
PAL具有更高的可编程性，可以实现更复杂的逻辑功能。
3.3 可编程门阵列（PGA）PGA是一种采用了更多逻辑门和可编程连接器的PLD。
PGA具有最高的可编程性，可以实现非常复杂的逻辑功能。
它是目前最常用的PLD类型。
4. PLD的优势PLD相比传统的固定功能电路具有以下优势：•灵活性: PLD可以被重复编程，允许设计者在开发过程中进行修改和更新，从而提高了设计的灵活性。
•可重用性: PLD可以在不同的项目中被重复使用，减少了设计周期和成本。
•集成度高: PLD可以实现多个逻辑元件的功能，并且可以将它们集成在一个器件中，从而减小了电路板的面积和体积。
•速度快: PLD通过硬件逻辑电路实现逻辑运算，相比软件实现的方法具有更快的速度。
可编程逻辑器件及应用 实验法
可编程逻辑器件及应用实验法一、可编程逻辑器件的概念可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）是一种集成电路芯片，可以通过编程实现不同的逻辑功能。
PLD可以通过改变内部连接方式和电路结构来实现不同的功能，因此具有高度的灵活性和可重构性。
常见的PLD包括可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，简称PLA）、可编程数组逻辑器件（Programmable Array Logic，简称PAL）和复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，简称CPLD）等。
二、PLD的应用领域1、数字电路设计数字电路设计是PLD最主要的应用领域之一。
由于PLD具有高度灵活性和可重构性，因此可以根据需要定制不同功能的数字电路。
常见的数字电路包括计数器、寄存器、多路选择器等。
2、通信系统在通信系统中，需要对数据进行处理和转换。
使用PLD可以实现各种通信协议和接口标准，如UART、SPI、I2C等。
3、工业控制系统工业控制系统需要对各种传感器信号进行处理，并根据需要控制执行机构。
使用PLD可以实现各种控制算法和控制策略，如PID控制、模糊控制等。
4、嵌入式系统嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备中，如手机、数码相机、电视机等。
使用PLD可以实现各种嵌入式系统的功能，如图像处理、语音识别等。
三、PLD实验法1、实验目的了解PLD的基本原理和应用领域，学习PLD编程方法和调试技巧。
2、实验器材（1）PLD芯片：常见的PLD芯片有ATF16V8B和ATF22V10C等。
（2）编程器：常见的编程器有TL866II Plus和G540等。
（3）开发板：常见的开发板有Altera Cyclone IV GX Starter Kit和Xilinx Spartan-6 FPGA SP601等。
3、实验步骤（1）选择合适的PLD芯片，并将其插入编程器中。
可编程逻辑器件及应用 偏振光
可编程逻辑器件及应用偏振光
偏振光是一种特殊的光波，它的振动方向在一个特定平面上，而不是在所有方向上都振动。
在现代科学和技术领域中，偏振光的应用越来越广泛，其中之一就是在可编程逻辑器件中。
可编程逻辑器件（PLD）是一种集成电路芯片，具有可编程功能，可以根据用户的需求重新配置其内部逻辑功能。
PLD广泛应用于数字电子系统中，如计算机、通信设备、工业自动化等领域。
而偏振光技术的引入，为PLD的性能和功能提供了全新的可能性。
偏振光在PLD中的应用主要体现在光学通信和光学计算方面。
通过控制偏振光的振动方向和强度，可以实现光信号的调制和解调，从而实现光通信系统中的数据传输和处理。
偏振光还可以用于光学计算中，利用光的偏振性质进行逻辑运算和数据处理，提高计算速度和能效。
在PLD中应用偏振光技术具有许多优势。
首先，偏振光具有高度的方向性和相干性，可以实现高速、高精度的信号处理。
其次，偏振光在光学器件中传输损耗小，可以提高系统的能效和稳定性。
此外，偏振光还具有抗干扰能力强、信息容量大等优点，适合应用于复杂的数字电子系统中。
随着科学技术的不断发展，偏振光在PLD中的应用也在不断创新和拓展。
未来，随着偏振光器件的进一步发展和完善，可预见的是偏
振光技术将在PLD领域发挥越来越重要的作用，为数字电子系统的性能和功能带来全新的突破和提升。
偏振光作为一种特殊的光波，其在可编程逻辑器件中的应用具有重要意义和广阔前景。
通过充分发挥偏振光技术的优势，不断创新和完善PLD的设计和应用，将推动数字电子系统的发展和进步，为人类社会的科技进步做出更大的贡献。
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第20讲PLD器件及其应用
PLD的阵列结构
PROM的阵列结构
PLA的阵列结构 PAL、GAL的阵列结构
第20讲PLD器件及其应用
PLD器件的优点
1）. 提高了功能的集成度 ：PLD器件较中小规模集成芯片具有更高的功能集成度， 一般来说一片PLD器件可替代4～20片的中小规模集成芯片，而更大规模的PLD（如 CPLD、FPGA)一般采用最新的集成电路生产工艺及技术，可达到极大的规模，这些 器件的出现降低了电子产品的成本和缩小了电子产品的体积。
第20讲PLD器件及其应用
1、用ROM实现组合逻辑函数 逻辑表达式
1 1
真值表或最 小项表达式
按A、B、C、 D排列变量， 并将Y1、Y2 扩展成为4 变量的逻辑 函数。
第20讲PLD器件及其应用
2
选 择 R O M， 画 阵 列 图
2
第20讲PLD器件及其应用
2、用ROM作函数运算表
例 用ROM构成能实现函数y＝ x2的运算表电路。
3）. 高性能：由于PLD器件在生产过程中采用了最新的生产工艺及技术，故PLD器件 的性能优于一般通用的器件，其速度一般比通用器件速度高一到两个数量级，另外 由于器件数量的减少，降低了电路的总功耗。 4）. 高可靠性：器件数量减少，导致PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的 布线、交叉干扰减少，系统运行更可靠。 5）. 成本低：设计、安装、调试、维修、器件品种库存等方面的成本下降，从而使 电子产品的总成本降低，提高了产品的竞争力。
n 本讲所指PLD主要指SPLD。
第20讲PLD器件及其应用
PLD器件的基本结构
•基本结构：与门阵列+或门阵列 •与门阵列接收外部输入变量，产生由输入变量组成的与项。 •或门阵列接收与门阵列输出的与项，产生用与或表达式表示 的逻辑函数。
•在基本结构的基础上，增加诸如输入缓冲器、输出寄存器、内 部反馈、输出宏单元等，即可构成各种不同类型、不同规模的 PLD。
第20讲PLD器件及其应用
n 假定采用JK触发器作为存储元件，根据状态表 和JK触发器的激励表，可得到触发器的激励函
激励函数共包含4个不同“与”项： Q3Q2Q1 ，Q1 ，Q2Q1 ，Q4Q1
假定七段显示译码器的输出为高电平有效， 可作出8421码转换为七段显示码的真值表如 表8.5所示。
第20讲PLD器件及其应用
真 值 表
第20讲PLD器件及其应用
逻 辑 表 达 式
第20讲PLD器件及其应用
阵列图
第20讲PLD器件及其应用
3、用ROM作字符发生器电路
D4 D3 D2 D 1 D 0
输出缓冲器
A2
地
址
A1
译
A0
码
器
用ROM存储字符Z
第20讲PLD器件及其应用
4、四位二进制码格雷码的PROM实现
演 示
第20讲PLD器件及其应用
输入缓冲电路
PLD器件的逻辑 关系表示
PLD器件的连接 关系表示法
第20讲PLD器件及其应用
未编程的内部结构
已编程的内部结构
第20讲PLD器件及其应用
SPLD器件的分类
PLD器件按编程部位分类
PROM、PAL和GAL只有一种阵列可编程，为半场可编程逻辑器件； 而PLA的与阵列和或阵列均可编程，为全场可编程逻辑器件。
第20讲PLD器件及其应用
此前我们实现组
PROM的应用
合逻辑函数的方 法有哪些？
n PROM可以用来实现任意组合逻辑电路 的功能。用PROM进行逻辑设计的一般 步骤如下：
n 列出真值表。根据设计要求，确定电路的输 入变量和输出函数，并用真值表描述电路输 出与输入的逻辑关系。
n 画出阵列图。将电路的输入变量作为PROM 的输入，并根据真值表中各变量取值下的函 数值对PROM或门阵列进行编程。
列产生的激励函数，其输出状态反馈到与门阵列的 输入，和输入变量一起产生输出函数和激励函数所 需的与项。
第20讲PLD器件及其应用
时序PLA结构图
X1
y1
与门
…
阵列 …
x2
…
yr
CP RESET
Y1
…
或门 Yr 阵列
触发器组
Z1 … Zm
第20讲PLD器件及其应用
PLA在逻辑设计中的应用
n 采用PLA可以实现任意组合逻辑电路和时序 逻辑电路的功能。设计的步骤如下；
2）. 加快了电子系统的设计速度 ：一方面由于PLD器件集成度的提高，减小了电子 产品设计中的布线时间及器件的安装时间；另一方面由于PLD器件的设计是利用计 算机进行辅助设计的，其可以通过计算机的辅助设计软件对设计的电路进行仿真和 模拟，减小了传统设计过程中的调试电路的时间，另外由于PLD器件是可擦除和可 编程的，故即使设计有问题修改也是很方便的。
第20讲PLD器件及其应用
课堂讨论： PAL及常用输出形式； ROM的类型及特点。
现代教学方法与手段： PowerPoint投影
复习（提问）： ROM的结构和容量计算； ROM的应用。
第20讲PLD器件及其应用
LSI的类型
第20讲PLD器件及其应用
n ASIC n 全定制 n 半定制（性能上专用，结构上通用）
1、四位二进制码格雷码的PLA实现
演 示
第20讲PLD器件及其应用
2、用PLA设计一个8421码加1计数器， 并用七段显示器显示计数状态。
解：该问题的设计包含两部分，一部分是按 照同步时序电路的设计方法设计一个8421 码加1计数器；另一部分是按照组合电路设 计方法设计一个将8421码转换成七段显示 首先，作出8421码加1计数器的状态表，
•电可擦除可编程ROM（EEPROM）
擦除和编程均用电完成。
第20讲PLD器件及其应用
ROM的结构
存储容量＝字线数×位线数＝2n×b（位）
存储单元地址
第20讲PLD器件及其应用
ROM的工作原理
4 × 4 位 R O M
地址译码器
存储体
第20讲PLD器件及其应用
存储内容
第20讲PLD器件及其应用
第20讲PLD器件及其应用
ROM和PROM
ROM的一般结构如右图所示，有选择存储 位置的地址译码器、存放数据的存储矩阵、 提取数据的输出通路。
存储单元可由二极管、三极管或场效应 管构成，原理图如下。
二极管 构成 的ROM 模型
第20讲PLD器件及其应用
只读存储器通常有：掩膜式ROM、一次可编程ROM（PROM）、紫外光可擦除 ROM（U-EPROM）、电可擦除ROM（EEPROM）等几种类型。 • 一次可编程ROM（PROM）
设x的取值范围为0～15的正整数， 则对应的是4位二进制正整数，用 B＝B3B2B1B0表示。根据y＝x2可算 出y的最大值是152＝225，可以用 8 位 二 进 制 数 Y ＝ Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0 表 示 。 由 此 可 列 出 Y ＝ B2 即 y ＝ x2 的真值表。
第20讲PLD器件及其应用
n 求出函数的最简“与-或表达式”。利用组合电 路的真值表或时序电路的状态表，求出电路中 各函数的最简“与-或”表达式。化简时应充分 考虑各函数对与项的共享，力求减少不同与项 的数目。（多输出函数的最简标准是什么？）
n 画出阵列图。根据各函数的最简“与-或”表达 式，画出PLA的阵列图。
第20讲PLD器件及其应用
第20讲PLD器件及其应用
Q4 Q3 Q2 Q1 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
Q4(n+1)Q3(n+1)Q2(n+1)Q1(n+1) 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 0000
演示
第20讲PLD器件及其应用
可编程阵列逻辑PAL
内部结构：与阵列固定，或阵列可编程
PAL器件按其输出电路的结构来分，有五种形式： 1）专用输出的基本门阵列结构
或门输出接一个同相缓冲器时，输出函数为高电平有效（如PAL10H8）；若接 一个反相缓冲器时，输出函数为低电平有效（如PAL10L8）。 2）带反馈的可编程I/O结构（异步可编程I/O结构）
器件在出厂时每个单元内容全部为1,如果希望某一单元存放数据0,只须将该结点对应的熔断丝烧断 即可 。
不足：由于在半导体电路中加入了金属丝，使生产工艺变得复杂； 由于可编程的部分是由熔断丝构成的，一旦内容写错，其芯片只能报废。
• 紫外光可擦除ROM（U-EPROM ）
其明显的特征是在正中间有一个玻璃窗口，该窗口可让紫外光通过，用紫外光照射10～20分 钟，内部数据将全部擦除，这时可以再通过编程的方法写入新数据。
第20讲PLD器件及其应 用
2020/11/25
第20讲PLD器件及其应用
内容: 可编程逻辑器件及应用 1 概述 2 可编程阵列逻辑PAL 3 通用阵列逻辑GAL 4 ROM及其应用
目的与要求： 了解PLD器件的基本结构、分类、优点； 了解PAL常用的5种输出形式； ROM及其应用。
重点与难点： 重点：PLD器件的基本结构； PAL的结构特点及常用输出形式； ROM及其应用。 难点： ROM及其应用。
A1=0 A0=0
D3=1 D2=0 D1=1 D0=1
W0=1 W1=0 W2=0 W3=0
第20讲PLD器件及其应用
A1=0 A0=1
D3=0 D2=1 D1=0 D0=1
W0=0 W1=1 W2=0 W3=0
第20讲PLD器件及其应用