eda技术及应用第2章

《eda技术及应用第2章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1第2章可编程逻辑器件基础22.1PLD的基本结构和表示方法可编程逻辑器件（PLD）：ProgrammableLogicDevicePLD的应用和发展简化了电路设计、降低了成本，提高了系统的可靠性和保密性，推动了EDA工具的发展，而且改变了数字系统的设计方法。EDA技术应用的一个重要基础32.1.1PLD的与或阵列结构及表示方法任何一个逻辑函数都可以用与—或逻辑式表示，亦即用一个与—或阵列来实现。图2.1.1与或门电路及用阵列表示示意图例：Y1=A·B+A·CY2=A·B+B·C1.PLD的与或阵列结构4实际的PLD是在上述与—或阵列的基础上配以输入和输出电路而实现的。图2.1.2PL

2、D基本结构框图5输入电路－－－输入缓冲器图2.1.3PLD输入缓冲电路主要作用：降低对输入信号的要求，使之具有足够的驱动能力产生原变量和反变量两个互补的信号6输出电路－－－输出缓冲器图2.1.4PLD输出缓冲电路PLD的输出方式有多种，如：由或阵列直接输出的组合方式，通过寄存器输出的时序方式输出可以是低电平有效，也可以是高电平有效不管采用什么方式，在输出端口上往往做有三态电路，且有内部通路可以将输出信号反馈到与阵列输入端72.PLD与或阵列的表示方法（1）与阵列：输入项三输入端与门积项线编程点图2.1.5与阵列的表示方法8图2.1.6输入端全部编程连接的与门的省略画法与阵列可用省略画法

3、表示9（2）或阵列：其表示方法与与阵列相似图2.1.7或阵列的表示方法10（3）与—或阵列：...F1=AB+AB+AB..F2=AB+AB..F3=AB+AB图2.1.8与或阵列表示方法112.1.2PLD的查找表结构将函数值放在存储电路中，其地址为输入变量，输出为逻辑函数值。一个N输入查找表(LUT，LookUpTable)可以实现N个输入变量的任何组合逻辑功能，如N输入“与”、N输入“异或”等。输入多于N个的逻辑函数、逻辑方程等必须分开用几个查找表（LUT）实现输出黑盒子输入1输入2输入3输入41、查找表的概念2.1.9查找表示意图12●使用SRAM构成函数发生器，函数值放在SR

4、AM中，SRAM的地址为输入变量，输出为逻辑函数值。M个输入的SRAM可以实现任意一个M个输入项的组合逻辑函数。●使用多路开关实现，其基本原理是将多路开关的数据输入端接固定电平，将其地址输入作为函数的输入，多路开关的输出为逻辑函数值。2、查找表的实现方法13由多路开关构成的查找表原理0000010100000101输入A输入B输入C输入D查找表输出多路开关图2.1.10查找表原理图142.2PLD的分类由于历史的原因，对可编程逻辑器件的命名不很规范，一种器件往往具备其他几种器件的特征，无法严格分类所以可编程逻辑器件有多种分类方法，没有统一的标准，下面介绍几种常见的分类法：152.2.1

5、按集成度分类低密度PLD（LDPLD）：ROM、PAL、GAL等（LOWDENSITYPLD）高密度PLD（HDPLD）：EPLD、CPLD、FPGA等（HIGHDENSITYPLD）低密度可编程逻辑器件也有人称为简单可编程逻辑器件（SPLD）一般按照GAL22V10芯片的容量（大致在750门左右）进行区分历史上一般将GAL22V10作为LDPLD和HDPLD的分水岭PLD16PROM可编程逻辑器件低密度可编程逻辑器件（LDPLD）高密度可编程逻辑器件（HDPLD）PLAPALGALEPLDCPLDFPGAPLD按集成度分类：图2.2.1PLD按集成电路分类示意图17PROM:可编程只

6、读存储器ProgrammableReadOnlyMemory与—或阵列结构，与阵列固定，或阵列可编程价格低，易于编程，适合于程序代码、函数和数据表格PLA:可编程逻辑阵列ProgrammableLogicArray与—或阵列结构，与阵列、或阵列都可编程由于开发软件的原因，应用不广泛低密度PLD（LDPLD）：PAL:可编程阵列逻辑ProgrammableArrayLogic与—或阵列结构，与阵列可编程，或阵列固定特点：价格低，速度高，使用方便18GAL:通用阵列逻辑GeneralArrayLogic与—或阵列结构+输出逻辑宏单元（OLMC），与阵列可编程，或阵列固定(OutputLog

7、icMacroCell)特点：品种少、功能较强、使用方便灵活、可多次编程，因而是小规模应用时的理想器件分类与阵列或阵列输出电路PROM固定可编程固定PLA可编程可编程固定PAL可编程固定固定GAL可编程固定可组态19高密度PLD（HDPLD）：EPLD：可擦除PLD（ErasableProgrammableLogicDevice)结构：和GAL基本相同--大量增加了输出宏单元的数目特点：集成密度大大提高，增加了设计的灵活性，内部连线固定，时延很