第一节 PLD的基本概念 可编程逻辑器件 PLD 数字逻辑电路中一定包含 “与或”两级结构器 Programmable Logic Device 逻辑器件 件 PROM 固定逻辑器件 逻辑器件 与阵列固定或 可编程逻辑器件 阵列可编程 PLA PLD发展过程 与阵列或阵列 均可编程 特点 最终逻辑结构 和功能由用户 编程决定。 PAL 与阵列可编程 或阵列固定 Programmable Array Logic CPLD 复杂可编程逻 辑器件 GAL Generic Array Logic 通用逻辑阵列 FPGA 现场可编程 门阵列 Field Programmable Gate Array 《学习指导》P169 可编程逻辑 ● 一、可编程阵列 PLD结构特点 ● 1、与阵列 ? 由与或阵列组成 X 1 ? AB X 2 ? AB X 3 ? AB X X 输出是输入变 量的与函数 X 三态门 PLD输入缓冲门 ● 2、或阵列 X1 ? A ? B ? C X2 ? A ? B ? C X3 ? A ? B ? C 输出是输入变 量的或函数 可编程阵列(或) PLA与阵列可编程 或阵列可编程 ● 4、可编程连接技术(自学) 可编程阵列(与或) 例 NO 自然二进制码转换位循环二进制码用PLA与或逻辑实现。 B3 B2 B1 B0 0 0 0 G3 01 4 5 G3 G 2 G1 G0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 B3 B2 00 G3 ? B3 B1 B0 00 0 G2 ? B3 B2 ? B3 B2 01 1 G1 ? B2 B1 ? B2 B1 11 3 G0 ? B1 B0 ? B1 B0 2 10 11 10 7 6 1 13 1 15 1 14 1 12 1 9 1 11 1 10 1 8 PLD实现组合逻辑例题 ● 5、PLD类型 简单可编程逻辑器件SPLD 按照容量PLD分为 复杂可编程逻辑器件CPLD IC管脚数:24~28 IC管脚数:44~160 简单可编程逻辑器件SPLD的内部结构 输 …… …… 入 输 …… 出 输 …… 入 输 …… 出 与阵列 固定 或阵列 可编程 与阵列 可编程 或阵列 固定 (a) PROM 一次可编程只读存储器 …… (c) PAL 可编程阵列逻辑 …… 输 入 与阵列 可编程 或阵列 …… 可编程 输 出 输 …… 入 与阵列 可编程 或阵列 …… 固定 输 出 …… (b) PLA 可编程逻辑阵列 …… (d) GLA 通用阵列逻辑 内部包含逻 辑宏单元 (触发器) PLD类型 复杂可编程逻辑器件CPLD的内部结构 I/O I/O 互 连 总 线 PLA I/O I/O I/O I/O PLD类型 第二节 现场可编程门阵列 FPGA -------Field Programmable Gate Array 特点 不再受内部结构的限制,可以设计任何复杂的逻辑电路 ● 一、FPGA的结构 三个基本部分组成: (1)可组态逻辑模块CLB (2) 输入/输出模块I/OB (3)可编程连线PI和由它组 成的编程开关阵列PSM。 Altera EPF 10K10 dsf10k.pdf 现场可编程门阵列 ● 1、可组态逻辑模块CLB ( Configurable Logic Block ) 108×108个CLB 可用门达到25万门以上 * 可实现组合逻辑电路和时序逻辑电路 * 逻辑函数发生器 FPGA结构 XC2064的CLB结构 CLB结构 ● 2、输入输出模块I/OB ( Input/Output Block ) * 提供外部封装引脚和内部信息的接口电路 * 通过编程可以分别组态为输入引脚、 输出引脚和双向引脚 * 可控制速率、降低功耗 ● 3、可编程连线PI及开关阵列PSM ( Programmable Interconnect ) ( Programmable Switch Matrix ) XC2064的I/OB电路 * 完成CLB之间逻辑连接并将信息传递到I/OB * 开关阵列PSM提供20种转换方式 1 8 2 3 8 1 2 3 * 将CLB的输出以接力方式传送到芯片任意位置 7 6 5 4 7 6 5 4 FPGA结构 作业 1、交作业 2、今日作业 P155 3、 P156 8、11 已知一个组合逻辑 Y ? ABC ? AC ? A B 可以采用几种电路形式来实现? A 1、直接用与门、或门、非门。 B C 2、用中规模组合逻辑电路: Y 数据选择器、译码器。 Y0 “1” G1 0 Y1 G2A ST A A1 Y Y Y2 G 2B A0 B Y3 Y 3:8 Y D0 数 0 C A 译 4 据 D1 码 Y5 1 B B 选 器 Y D 6 A 2 择 C C Y7 D3 器 1 3、用PROM。 Y ? ABC ? ABC ? AB C ? A BC ? A BC 或阵列的容量是8。 C 4、用PLA。 B C A B Y A Y 提问 PLD能做什么呢? 可以毫不