§5-7 §5-7 可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（ PPLDLD ））

§5-7 §5-7 可编程逻辑器件（可编程逻辑器件（ PPLDLD ））

学习要点：•PLD 的基本结构•PLA 的应用

可编程逻辑器件可编程逻辑器件（（ PLDPLD ））

可编程逻辑器件可编程逻辑器件（（ PLDPLD ））

5-7-1 PLD5-7-1 PLD的基本结构和分类的基本结构和分类

5-7-2 PLA5-7-2 PLA的应用的应用

退出退出

5-7-3 5-7-3 可编程阵列逻辑（可编程阵列逻辑（ PALPAL））

数字集成电路分为—— 1 ）通用型：前面所涉及到的中小型集成电路。

2 ）专用型：为某种专门用途而设计的，简称 ASIC 。制作 ASIC 的方法一 1 ）掩模方法：由半导体生产厂家制造， 2 ）可编程方法：（简称 PLD ）。适于小批

量 生产的系统或产品的开发与研制5-7-1 PLD 的基本结构和分类

1 ． PLD 的基本结构

输入电路

与门阵列

或门阵列

输出电路

输入

输出… …

输入项 与项 或项

其中：输入电路——对输入信号缓冲并提供足够驱动能力；产 生原和反变量供与门阵列使用； 与、或门阵列——实现各种与、或结构的函数。

由于 PLD 阵列规模较大，因此采用简化方法：

(a) 缓冲器 ( b) 与门 (c) 或门

AA

1

(a)

&

A B C D

×Y= A·C·D

(b)

≥1

A B C D

×Y = A + B + C

(c)

竖线：为一组输入信号，与横线交叉点的状态表示输入信号 是

否接到输入端。

“·” ：表示固定连接，不能通过编程改变；

“×” ：表示可编程连接，可以通过编程将其断开；

既无“ · ” 也无“ ×” ：表示断开。

2 ． PLD 的分类分 类 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

PROM 、 PAL 、 GAL ：只有一种阵列可编程，称“半场可编

程“逻辑器件； PLA ：与、或阵列均可编程，故称“全场可编程”逻辑器件。

与 ( 可编 )

或 ( 固定 )

A

1

B

1

C

1

≥1 ≥1 ≥1

Y2 Y1 Y0

××× &× × ×

××× &× × ×

×

×

×

×

×

×

&&

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

&&

×

×

×

×

×

×

(c) (a) PROM 的阵列结构 (b) PLA 的阵列结构 (c) PAL 、 GAL 的阵列结构

A

1

&

B

1

C

1

&&&&&&&

≥1

×

×

×

×

×

×

×

×≥1

×

×

×

×

×

×

×

×≥1

×

×

×

×

×

×

×

×

Y2 Y1 Y0与 ( 固定 )

或 ( 可编 )

与 ( 可编 )

或 ( 可编 )

×

××

×××

×

××

×××

×

××

×

××

A

1

B

1

C

1

&

&

&&

&

&

≥1

××××××

≥1

××××××

≥1

××××××

Y2 Y1 Y0

×

××

×××

×

××

×××

×

××

×××

(a) (b)

3 ． PLD 的优点

（ 1 ）集成度高。一片 PLD 可代替 4 ～ 20 片中小规模集成芯片。

（ 2 ）缩短设计周期、降低设计风险。（ 3 ）器件性能得以提高。集成度高、速度快、功耗低。（ 4 ）可靠性较高。系统的可靠性随器件的增加而降低（ 5 ）成本较低。

5-7-2 PLA 的应用（实现函数）

—— 先将函数化为最简与或式，后画 PLA 阵列图。

例 5.7.1 用 PLA 实现函数

CBADBCBCAY

DCBBCDDABY

BCACABY

ABCCBACBACBACBAY

4

3

2

1

解 上式中各个函数都是最简与或式，由此可画出 PLA 的阵列图 如下所示。

&

B

1

C

1

D

1

&&&&&&&&&&&&&

≥1 ≥1

Y1 Y2

≥1

Y3

≥1

Y4

A

1

与阵列（可编程）

或阵列（可编程）

分为四种类型——

5-7-3 可编程阵列逻辑（ PAL ）

1 ．专用输出结构：

PAL 的专用输出结构

&&&&&&&&

≥1

输入项

O

2 ．异步 I/O 输出结构： 输入项

&&&&&&&&

≥1 I/O

3 ．寄存器输出结构：

&&&&&&&

&

≥1

输入项

I/O Q

D

OECP

4 ．异或－寄存器输出结构：

&

&

&

&

&

&

&

&

≥1

输入项

I/O

OE

QD

CP

≥1

=1

课后小结——见黑板

复习及提问： 1. 半导体存储器 ROM 和 RAM 的区别？ 2. 它们的内部结构 ?

思考题： 1 ． PLD 主要由哪几部分组成？各部分有什么作用？ 2 ．按编程部位分， PLD 分几种类型？ 3 ． PLD 的主要优点有哪些？ 4 ． PAL 的结构特点是什么？作业题：1 ．试用 PLA 实现组合逻辑函数

2 ．试用 PLA 实现组合逻辑函数

预习：本章小结

DCBADCBADCAY

ABCDDBCACDBAY

DABCCDAY

DCBABCDY

3

2

1

0

)15,14,11,10,7,5,4,3,2(

)14,13,10,7,6,3,2,0(

)7,6,3,2,1,0(

)7,6,3,2(

3

2

1

0

m

m

m

m

Y

Y

Y

Y