数字逻辑_第八章_可编程逻辑电路ppt课件.ppt

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1、第八章可编程逻辑电路8.1概述8.2只读存储器（ROM）8.3可编程逻辑阵列（PLA）8.4可编程阵列逻辑（PAL）18.1概述高密度可编程逻辑器件HDPLD有：CPLD、FPGA。低密度可编程逻辑器件LDPLD有：PROM、PLA、PAL和GAL。常见的PLD器件有：PROM、PLA、PAL、GAL、CPLD和FPGA等。PLD(ProgrammableLogicDevices)是一种“与-或”两级结构的逻辑器件。一、PLD器件概念及分类2输入缓冲电路与阵列或阵列输出缓冲电路输入输出二、PLD的基本结构3三、PLD电路的表示方法及有关符号AAA1

2、AAA(2)PLD与门表示法ABCF=ABC&(1)PLD缓冲表示法4F=A+B+CABC≥1硬线连接×被编程(接通)单元被删除(开断)单元(4)PLD连接的表示法(3)PLD或门表示法5与或阵列是PLD器件中最基本的结构，通过改变“与阵列”和“或阵列”的内部连接就可实现不同的逻辑功能。器件名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可编程固定可组态四、与或阵列6五、宏单元与或阵列在PLD器件中只能实现组合逻辑电路的功能，PLD器件的时序电路功能则由包含触发器或寄存器的逻辑宏单元实现。逻辑宏单元(Ou

3、tputLogicMicroCell)的作用为：(1)提供时序电路需要的寄存器或触发器；(2)提供多种形式的输入/输出方式；(3)提供内部信号反馈,控制输出逻辑极性；(4)分配控制信号，如寄存器的时钟和复位信号，三态门的输出使能信号。78.2只读存储器(ROM)A0F0An-1Fm-1W0W2n-1地址译码器存储体字线位线一、ROM的结构和分类(2n×m(位))1、ROM的结构8A1A0VCC地址译码器W0W1W2W3F0F1F2F3V0V1V2V3010011109上图是4×4ROM电原理图。若A1A0=01时，使W1为“1”，则三极管V0、V2

4、、V3导通使F0、F2、F3为“1”，而V1截止，故F1输出为“0”。从逻辑电路的角度出发，字线和位线之间构成逻辑“或”的关系。故：F0=W0+W1F1=W0F2=W0+W1+W2+W3F3=W1+W2+W310根据地址译码器的功能可以写出字线的表达式为：代入F0～F3得：11A1A1A0A0W0W1W2W3F0F1F2F3≥1≥1≥1≥1&&&&12A1A1A0A0W0W1W2W3F0F1F2F3××××××××××将逻辑图画成阵列图：阵列与阵列或132、ROM的分类(1)掩模型ROM由厂家根据用户要求对芯片写入信息，通过掩模工艺在规定的位置制作

5、晶体管(此位为“1”)，不作晶体管(此位为“0”)，用户不能改动。(2)可编程ROM(PROM)存储的内容可由用户写入，写“0”时，烧断晶体管基极的熔丝，写“1”时保留熔丝。但编程后不能再改变。(3)可多次编程ROM(EPROM)EPROM在用户编程后还允许用紫外光或者电信号擦除数据重新编程。EPROM一旦编程后，在使用时只能读出信息而不能写入信息。14二、ROM的应用例：用ROM实现下列逻辑函数。解：15AABBCCF1×××F2×××F3××××168.3可编程逻辑阵列(PLA)PLA采用函数最简“与或”式中的“与”项来构成“与”阵列。和ROM

6、相比，PLA的与阵列不再产生2n个最小项，而是产生简化后的与项。这样，一个存储单元就可被多个地址码选中，从而达到节省储存空间的目的。例1：分别用ROM和PLA实现下列逻辑函数。F1(A，B，C)=∑m(2，5，6)F2(A，B，C)=∑m(4)F3(A，B，C)=∑m(2，4，5，6)17用ROM实现AABBCCF1×××F2×F3××××18先将函数式化简，注意公共项的利用。以上三式中不同的与项为：用PLA实现19AABBCCP1P2P3列与阵阵列或××××××××F1××F2×F3×××20例2：试用PLA设计一个8421BCD码到余3码的代码

7、转换电路。8421码余3码000000011100010100200100101300110110401000111501011000601101001701111010810001011910011100ABCDWXYZ101010dddd151111dddd………21根据真值表，画卡诺图，化简后可得到最简的与或表达式：22AABBCCWXYDDZ××××××××××××××××××××××××××23例3：试用PLA和触发器设计一个6进制同步加法计数器。/0/0/0/0/0/101001110010100100024Q3nQ2nQ1nQ3n+1

8、Q2n+1Q1n+1Z000001000101000100110011100010010101010001110dddd1