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一、可編程邏輯器件(PLD)概述

可編程邏輯器件的基本電路—可編程二極管與門電路和可編程二極管或門電路已介紹。而按PLD所包含門多少(即密度高低)分：低密度PLD器件—等效邏輯門﹤1000個;高密度PLD器件—等效邏輯門成千上萬(幾千、幾萬、幾十萬門以上);這里討論低密度器件。圖示電路是低密度PLD的結構圖：

輸入電路由輸入緩沖器構成，“與”陣和“或”列陣是低密度PLD的核心電路，輸出電路主要由三態輸出門和異或門組成。按“與”陣和“或”陣的可編程或者不可編程分，低密度PLD有下面的種類：

1)只讀存儲器---ROM，PROM(ProgrammableReadonlyMemory)

2)現場可編程邏輯陣列---FPLA，FPLA(FieldProgrammableLogicArrays)

3)可編程陣列邏輯---PAL，PAL(ProgrammableArraysLogic)

4)通用陣列邏輯---GAL，GAL(GenericArrayLogic)

它們的結構特性如表所示：

一、可編程邏輯器件(PLD)概述

可編程邏輯器件的基本電路—可編程二極管與門電路和可編程二極管或門電路已介紹。而按PLD所包含門多少(即密度高低)分：低密度PLD器件—等效邏輯門﹤1000個;高密度PLD器件—等效邏輯門成千上萬(幾千、幾萬、幾十萬門以上);這里討論低密度器件。圖示電路是低密度PLD的結構圖：

輸入電路由輸入緩沖器構成，“與”陣和“或”列陣是低密度PLD的核心電路，輸出電路主要由三態輸出門和異或門組成。按“與”陣和“或”陣的可編程或者不可編程分，低密度PLD有下面的種類：

1)只讀存儲器---ROM，PROM(ProgrammableReadonlyMemory)

2)現場可編程邏輯陣列---FPLA，FPLA(FieldProgrammableLogicArrays)

3)可編程陣列邏輯---PAL，PAL(ProgrammableArraysLogic)

4)通用陣列邏輯---GAL，GAL(GenericArrayLogic)

它們的結構特性如表所示：

這些PLD器件在實現各種組合邏輯電路時,各有優點。

二、組合型可編程陣列邏輯(PAL)結構

由于PAL的與陣可編程，或陣為不可編程的固定連接，所以非常適合于產生各種組合邏輯函數。它的輸出電路結構又有三種。

⑴低電平輸出的固定結構：

⑵可編程I/O結構：

這種電路結構，其輸出可作輸出端用，也可作輸入端用，由G3門決定，而G3門輸出由輸入項編程來確定。如G3門輸出高電平時，三態門G1為工作態，I/O端作輸出端用，輸出結果由編程而定;G3門輸出低電平時，G1輸出高阻態，I/O端作輸入端用。

⑶可編程極性輸出結構：

當異或門的輸入熔絲熔斷時，輸出

，低輸出有效;當熔絲短路時，

，高輸出有效。熔絲的通斷由一個可騙程乘積項的輸出控制。

三、可編程邏輯器件的應用

可編程邏輯器件(PLD)的應用需要開發軟件的支持，這是與普通數字集成電路完全不一樣的地方。開發軟件的種類非常多，往往某個公司生產的PLD器件，該公司都有相應的開發軟件。低密度PLD器件的開發軟件主要有：PALSIM、FM、CUPL、PLDesigners、ABEL等。

在電子技術實驗課中將簡單介紹ABEL語言，并用ABEL語言進行數字電路的設計和仿真。開發低密度PLD器件的過程：

1)在PLD開發環境下進行邏輯功能描述，(用硬件描述語言或原理圖等方法);

2)在LPD開發環境下編譯、仿真邏輯功能描述，檢驗邏輯功能的正確性;

3)在PLD開發環境下適配邏輯功能的描述，并將邏輯描述映射到具體的PLD器件中，得到編程所需的JEDEC文件;

4)連接PC機與編程器，把JEDEC文件下載到PLD器件中;

5)將下載后的PLD器件接上電源、輸入數據、控制信號等，校驗邏輯功能是否滿足設計要求。

應用PLD器件的主要工作是1)和5)，其它都由開發軟件完成。

這些PLD器件在實現各種組合邏輯電路時,各有優點。

二、組合型可編程陣列邏輯(PAL)結構

由于PAL的與陣可編程，或陣為不可編程的固定連接，所以非常適合于產生各種組合邏輯函數。它的輸出電路結構又有三種。

⑴低電平輸出的固定結構：

⑵可編程I/O結構：

這種電路結構，其輸出可作輸出端用，也可作輸入端用，由G3門決定，而G3門輸出由輸入項編程來確定。如G3門輸出高電平時，三態門G1為工作態，I/O端作輸出端用，輸出結果由編程而定;G3門輸出低電平時，G1輸出高阻態，I/O端作輸入端用。

⑶可編程極性輸出結構：

當異或門的輸入熔絲熔斷時，輸出

，低輸出有效;當熔絲短路時，

，高輸出有效。熔絲的通斷由一個可騙程乘積項的輸出控制。

三、可編程邏輯器件的應用

可編程邏輯器件(PLD)的應用需要開發軟件的支持，這是與普通數字集成電路完全不一樣的地方。開發軟件的種類非常多，往往某個公司生產的PLD器件，該公司都有相應的開發軟件。低密度PLD器件的開發軟件主要有：PALSIM、FM、CUPL、PLDesigners、ABEL等。

在電子技術實驗課中將簡單介紹ABEL語言，并用ABEL語言進行數字電路的設計和仿真。開發低密度PLD器件的過程：

1)在PLD開發環境下進行邏輯功能描述，(用硬件描述語言或原理圖等方法);

2)在LPD開發環境下編譯、仿真邏輯功能描述，檢驗邏輯功能的正確性;

3)在PLD開發環境下適配邏輯功能的描述，并將邏輯描述映射到具體的PLD器件中，得到編程所需的JEDEC文件;

4)連接PC機與編程器，把JEDEC文件下載到PLD器件中;

5)將下載后的PLD器件接上電源、輸入數據、控制信號等，校驗邏輯功能是否滿足設計要求。

應用PLD器件的主要工作是1)和5)，其它都由開發軟件完成。