吉林大学物理学院电子线路数电部分课件—可编程逻辑器件

第七章可编程逻辑器件2一、概述7.1可编程逻辑器件(PLD)简介1.PLD在数字集成芯片中的位置数字SSI(10门)、MSI(10门～99门)集成LSI(100门～9999门)、VLSI(10000)电路ASIC全定制ASIC门阵列半定制ASIC标准单元PLDProgrammableLogicalDeviceApplicationSpecificIntegratedCircuit3（1）数字集成电路按照芯片设计方法的不同分类：①通用型SSI、MSI集成电路；②LSI、VLSI集成电路，如微处理器、单片机等；③专用集成电路ASIC（LSI或VLSI）。4（2）ASIC分类全定制ASIC：硅片没有经过预加工，其各层掩模都是按特定电路功能专门制造的。半定制ASIC：按一定规格预先加工好的半成品芯片，然后再按具体要求进行加工和制造，包括门阵列、标准单元和可编程逻辑器件(PLD)三种。2019/8/252.可编程逻辑器件(PLD)（1）定义：PLD是厂家作为一种通用型器件生产的半定制电路，用户可以利用软、硬件开发工具对器件进行设计和编程，使之实现所需要的逻辑功能。（2）PLD的基本结构框图其中输入缓冲电路可产生输入变量的原变量和反变量，并提供足够的驱动能力。（3）按集成度分类：①低密度PLD(LDPLD)：结构简单，成本低、速度高、设计简便，但其规模较小(通常每片只有数百门)，难于实现复杂的逻辑。按编程部位分类LDPLD2019/8/27②高密度PLD(HDPLD)：（4）PLD器件的优点缩短设计周期，降低设计风险高可靠性和可加密性降低了产品生产的总费二、LSI中用的逻辑图符号7.2FPLA组合电路和时序电路结构的通用形式可编程的“或”阵列可编程的“与”阵列7.3PAL（ProgrammableArrayLogic）7.3.1PAL的基本电路结构一、基本结构形式可编程“与”阵列+固定“或”阵列+输出电路最简单的形式为：二、编程单元出厂时，所有的交叉点均有熔丝7.3.2PAL的输出电路结构和反馈形式一.专用输出结构用途：产生组合逻辑电路二.可编程输入/输出结构用途：组合逻辑电路，有三态控制可实现总线连接可将输出作输入用三.寄存器输出结构用途：产生时序逻辑电路7.4通用逻辑阵列GAL8.4.1电路结构形式可编程“与”阵列+固定“或”阵列+可编程输出电路OLMC编程单元采用E2CMOS可改写GAL16V87.4.2OLMC数据选择器7.5PLD的编程以上各种PLD均需离线进行编程操作，使用开发系统一、开发系统1.硬件：计算机+编程器2.软件：开发环境（软件平台）VHDL,Verilog真值表，方程式，电路逻辑图（Schematic）状态转换图（FSM）Modulemux_2to1(a,b,out,outbar,sel);inputa,b,sel;outputout,outbar;assignout=sel?a:b;assignoutbar=~out;endmoduleROM掩模ROM可编程ROM：PROM可擦除可编程ROM：EPROM电可擦除可编程ROM：EEPROM