数字电路第10章.ppt

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1、第十章可编程逻辑器件10.3高密度PLD简介10.1PLD的基本概念10.2低密度PLD10.4基于可编程逻辑器件的数字系统设计流程10.1PLD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。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。缺点

2、：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。二．PLD的结构框图由输入缓冲、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输入缓冲阵列与阵列或输出结构...外部输入.出.输.反馈输入10.1PLD的结构与分类低密度PLDPROMEPROMEEPROMPLAPALGAL高密度PLDFPGACPLDPLD三、PLD的分类低密度PLD通常是指那

3、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。10.1PLD的结构与分类（1）输入缓冲器四、PLD的电路表示方法（2）PLD的连线方式ACABC1B编程连接不连接固定连接10.1PLD的结构与分类（3）PLD的与门表示方法（4）PLD的或门表示方法&ABCF&CBACBAFF≥1ABCF2CBA≥1FCBAF（5）PLD的三态门表示方法AENLAENLLΔ1ENAENA1LΔ10.1PLD的结构与分类类型阵列输出方式与或ROM固定可编程三态、OCPLA可编程可编程三态、OC、高电平有效、低电平有

4、效、寄存器PAL可编程固定三态、高电平有效、低电平有效、输入/输出、寄存器GAL可编程固定由用户编程定义低密度PLD的四种基本类型: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&&固定“与”阵列02O1OO≤1≤1≤1可编程“或”阵列21&1&&I&0I&I&1110.2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。输入输出ABCLFG000001010011100101110111000110101000101010011100真值表（1）由真值表写出最小项表

5、达式：L=m1+m2+m4+m7F=m1+m5+m6G=m2+m4+m6（2）画出用ROM实现的阵列图&≤1&LGBAF1C1&&&&&1&≤1≤110.2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。111&&&&&&≤1≤1≤1IIIOOO221100可编程“与”阵列可编程“或”阵列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。10.2低密度PLD真值表输出（8421码）输出（余3码）0000000100100011010001010110011110001001001101000101011001111

6、0001001101010111100L3L2L1L0A3A2A1A0解：（1）列出真值表：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。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：（3）画出用PLA实现该码变换器的电路图&&&&&&≤11≤11≤1&&1A3A21A0A1≤11LL0L3L210.2低密度PLD2．时序型PLA应用举例用时序型的PLA设计一个可逆的同步4位二进制计数器。当控制信号X=1时为加法计数；当X=0时为减法计数，Rd为清零信号。（1）由第六章的介绍可知，各

7、触发器的驱动方程为：01011001Q1011Q3Q1100110120111100000001010101000110Q011111110000100100011X/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/1/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/10.2低密度PLDPLA与PROM相比，有效地提高了芯片利用率，缩小了系统体积。缺点是：制造工艺复杂，器件工作速度不够高。（2）根据驱动方程，画出PLA的阵列图。&&≤1≤1≤1&&1JQ2Q2Q1Q1Q0Q01KC11J1KC11J1KC11J1KC1

8、Q33QCPRdX&&1110.2低密度PLDPAL是在PLA之后出现的一种PLD。它的结构是与阵列可编程，而或阵列固定，这种结构可使得