PLD即programmable logic device,譯�可編程邏輯器�,是一個可以產(chǎn)生任意邏輯輸出的通用型數(shù)�邏輯電路器件。PLD有很高的集成�,足以滿足設計一般的�(shù)字系�(tǒng)的需要,與門、或門、非門是PLD最基本的構��
早期的可編程邏輯器件只有可編程只讀存貯�(PROM)、紫外線可按除只讀存貯�(EPROM)和電可擦除只讀存貯�(EEPROM)三種。由于結構的限制,它們只能完成簡單的�(shù)字邏輯功��
其后,出�(xiàn)了一類結構上稍復雜的可編程芯�,即可編程邏輯器�,它能夠完成各種�(shù)字邏輯功�。典型的PLD由一個“與”門和一個“或”門陣列組成,而任意一個組合邏輯都可以用“與一或”表達式來描�,所�� PLD能以乘積和的形式完成大量的組合邏輯功能。這一階段的產(chǎn)品主要有PAL和GAL。PAL由一個可編程的“與”平面和一個固定的“或”平面構成,或門的輸出可以通過觸發(fā)器有選擇地被置為寄存狀�(tài)�
PAL器件是現(xiàn)場可編程�,它的實�(xiàn)工藝有反熔絲技術、EPROM技術和EEPROM技�。還有一類結構更為靈活的邏輯器件是可編程邏輯陣列(PLA),它也由一個“與”平面和一個“或”平面構�,但是這兩個平面的連接關系是可編程的�
PLA器件既有�(xiàn)場可編程�,也有掩膜可編程�。在PAL的基礎上,又�(fā)展了一種通用陣列邏輯GAL,如GAL16V8,GAL22V10 �。它采用了EEPROM工藝,實�(xiàn)了電可按除、電可改�,其輸出結構是可編程的邏輯宏單元,因而它的設計具有很強的靈活�,至今仍有許多人使用。這些早期的PLD器件的一個共同特點是可以實現(xiàn)速度特性較好的邏輯功能,但其過于簡單的結構也使它們只能實�(xiàn)�(guī)模較小的電路�
為了彌補這一缺陷�20世紀80年代中期Altera和Xilinx分別推出了類似于PAL結構的擴展型 CPLD和與標準門陣列類似的FPGA,它們都具有體系結構和邏輯單元靈�、集成度高以及適用范圍寬等特點。這兩種器件兼容了PLD和通用門陣列的優(yōu)�,可實現(xiàn)較大�(guī)模的電路,編程也很靈��
與門陣列等其它ASIC相比,它們又具有設計開發(fā)周期�、設計制造成本低、開�(fā)工具先進、標準產(chǎn)品無需測試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實時在線檢驗等優(yōu)點,因此被廣泛應用于�(chǎn)品的原型設計和產(chǎn)品生�(chǎn)(一般在10,000件以�)之中。幾乎所有應用門陣列、PLD和中小規(guī)模通用�(shù)字集成電路的場合均可應用FPGA和CPLD器件�
PLD是由“與門陣列”和“或門陣列”加上輸入輸出電路構�,任何組合函�(shù)都可以表示為�-或表達式�
用兩級與-或電路實�(xiàn)
PLD要實�(xiàn)編程應用,其編程信息必須存儲在芯片內(nèi)部的編程元件�,或者說PLD(包括全部SPLD、CPLD、FPGA)必須使用某些特定的電子開關能夠存儲邏輯配置�(shù)�(jù)的存儲器來作為它的編程元�
�(xiàn)代PLD使用的內(nèi)部編程元件主要有如下三種類型
1 一次性編程的熔絲或反熔絲開關
2 基于浮柵技術的存儲器。包括紫外線電擦除和電擦除的EPROM、E?PROM與閃�
3 允許無限次編程使用的靜態(tài)存儲器SRAM
熔絲(Fuse)或反熔絲(Antifuse)開關為一次性編程使 用的非易失性元�,編程后即使系�(tǒng)斷電,它們中� 儲的編程信息不會丟失.但它們只能寫一�,故稱� 為OTP(One Time Programming)編程元件.
基于浮柵技術的E2PROM和快閃存儲器也是非易失性的 編程元件,但它們允許多次反復編程寫�,并可為器 件設置保密位,以防止對PLD的非法復�.
靜態(tài)存儲器SRAM屬于易失性的編程元件,掉電后它� 儲的配置�(shù)�(jù)將立即消�,但它能在工作過程中快� 編程.
浮柵型編程元件和SRAM都可以多�,反復進行編程� �.尤其是SRAM,其編程應用的次數(shù)幾乎無限.
維庫電子通,電子知識,一查百��
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