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用可编程逻辑器件设计组合逻辑电路
接线图
2023年07月21日 22:53 223
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一、可编程逻辑器件(PLD)概述
可编程逻辑器件的基本电路—可编程二极管与门电路和可编程二极管或门电路已介绍。而按PLD所包含门多少(即密度高低)分：低密度PLD器件—等效逻辑门﹤1000个；高密度PLD器件—等效逻辑门成千上万(几千、几万、几十万门以上)；这里讨论低密度器件。图示电路是低密度PLD的结构图：
输入电路由输入缓冲器构成，“与”阵和“或”列阵是低密度PLD的核心电路，输出电路主要由三态输出门和异或门组成。按“与”阵和“或”阵的可编程或者不可编程分，低密度PLD有下面的种类：
1)只读存储器---ROM，PROM(Programmable Read Only Memory)
2)现场可编程逻辑阵列---FPLA，FPLA(Field Programmable Logic Arrays)
3)可编程阵列逻辑---PAL，PAL(Programmable Arrays Logic)
4)通用阵列逻辑---GAL，GAL(Generic Array Logic)
它们的结构特性如表所示：
这些PLD器件在实现各种组合逻辑电路时,各有优点。
二、组合型可编程阵列逻辑(PAL)结构
由于PAL的与阵可编程，或阵为不可编程的固定连接，所以非常适合于产生各种组合逻辑函数。它的输出电路结构又有三种。
⑴ 低电平输出的固定结构：
⑵ 可编程I/O结构：
这种电路结构，其输出可作输出端用，也可作输入端用，由G3门决定，而G3门输出由输入项编程来确定。如G3门输出高电平时，三态门G1为工作态，I/O端作输出端用，输出结果由编程而定；G3门输出低电平时，G1输出高阻态，I/O端作输入端用。
⑶ 可编程极性输出结构：
当异或门的输入熔丝熔断时，输出
，低输出有效；当熔丝短路时，
，高输出有效。熔丝的通断由一个可骗程乘积项的输出控制。
三、可编程逻辑器件的应用
可编程逻辑器件(PLD)的应用需要开发软件的支持，这是与普通数字集成电路完全不一样的地方。开发软件的种类非常多，往往某个公司生产的PLD器件，该公司都有相应的开发软件。低密度PLD器件的开发软件主要有：PALSIM、FM、CUPL、PLDesigners、ABEL等。
在电子技术实验课中将简单介绍ABEL语言，并用ABEL语言进行数字电路的设计和仿真。开发低密度PLD器件的过程：
1)在PLD开发环境下进行逻辑功能描述，(用硬件描述语言或原理图等方法)；
2)在LPD开发环境下编译、仿真逻辑功能描述，检验逻辑功能的正确性；
3)在PLD开发环境下适配逻辑功能的描述，并将逻辑描述映射到具体的PLD器件中，得到编程所需的JEDEC文件；
4)连接PC机与编程器，把JEDEC文件下载到PLD器件中；
5)将下载后的PLD器件接上电源、输入数据、控制信号等，校验逻辑功能是否满足设计要求。
应用PLD器件的主要工作是1)和5)，其它都由开发软件完成。
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