《数字电子技术基础》第五版的第八章主要探讨了可编程逻辑器件(PLD),这是一种在数字集成电路领域中具有广泛应用的通用型器件。PLD的特点在于它们是预先制造的通用器件,但其逻辑功能可以根据用户的特定需求通过编程来定义。这一特性使得PLD在设计数字系统时具有很高的灵活性。
PLD的发展历程包括了几种不同的类型,首先是最早的PROM(可编程只读存储器),随后发展出PAL(可编程逻辑阵列)、FPLA(现场可编程阵列逻辑)、GAL(通用阵列逻辑)、EPLD(可擦除的可编程逻辑器件)以及FPGA(现场可编程门阵列)。其中,FPGA以其高度的可配置性和大规模集成度成为现代数字设计中的重要工具。ISP-PLD则进一步允许在系统内进行编程,增强了器件的实用性和便捷性。
在PLD中,FPLA是一种重要的结构,它结合了组合电路和时序电路的通用形式,由可编程的与阵列和或阵列组成。这种结构使得FPLA可以灵活地实现复杂的逻辑功能。
接着,章节深入介绍了PAL。PAL的基本结构包括可编程的与阵列、固定的或阵列以及输出电路。其输出电路有几种不同的形式,包括专用输出结构、可编程输入/输出结构、寄存器输出结构、异或输出结构以及运算反馈结构,分别适用于组合逻辑、总线连接、时序逻辑和算术逻辑运算等不同应用场景。
GAL,即通用逻辑阵列,它的结构类似PAL,但增加了可编程输出电路。GAL16V8是一个具体实例,其OLMC(输出逻辑宏单元)采用了E2CMOS技术,允许数据的可改写。GAL的输入和输出特性使其成为高输入阻抗器件的理想选择,其输出缓冲级设计进一步优化了信号传输性能。
EPLD(可擦除的可编程逻辑阵列)被提出,它结合了“与-或”阵列和OLMC,通过EPROM工艺实现了更高的集成度,增强了器件的功能和灵活性。
本章内容涵盖了从早期的PROM到现代的FPGA等多种PLD类型,详细阐述了它们的结构、功能和应用,旨在帮助读者理解和掌握如何利用这些器件设计和实现定制化的数字逻辑系统。