用可编程逻辑器件设计组合逻辑电路电子技术.docx

可编程逻辑器件（PLD）是电子工程领域中一种重要的集成电路，主要用于设计和实现复杂的组合逻辑电路。PLD 的灵活性和可定制性使其在各种应用中具有广泛的价值。以下是关于可编程逻辑器件及其相关知识点的详细说明： 1. **可编程逻辑器件概述** - PLD 是一种可以被用户根据需要编程的电路，它包含不同数量的可编程逻辑门，按照门的数量，PLD 可分为低密度和高密度两类。 - 低密度 PLD 具有少于 1000 个等效逻辑门，而高密度 PLD 可以包含成千上万甚至更多。 - PLD 的基本电路包括可编程二极管与门和或门，以及输入缓冲器、与阵、或阵、三态输出门和异或门。 2. **PLD 类型** - 只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）：这些器件的逻辑功能在制造后即被固定，无法在使用过程中重新编程。 - 现场可编程逻辑阵列（FPLA）：允许在电路板上进行编程，但不如后来的设备灵活。 - 可编程阵列逻辑（PAL）：与阵可编程，或阵固定，适合构建组合逻辑函数。 - 通用阵列逻辑（GAL）：比 PAL 更为通用，因为其与阵和或阵都可以编程。 3. **组合型可编程阵列逻辑（PAL）结构** - PAL 的结构特点是与阵可编程，或阵不可编程，这使得它非常适合构建各种组合逻辑函数。 - 输出电路有三种结构： - 低电平输出的固定结构：输出结果由编程决定。 - 可编程 I/O 结构：输出端可以作为输入或输出，由 G3 门控制。 - 可编程极性输出结构：输出有效性可以通过熔丝的通断进行编程，可以是高电平有效或低电平有效。 4. **PLD 的开发与应用** - 使用 PLD 设计电路需要开发软件支持，例如 PALSIM、FM、CUPL、PLDesigners 和 ABEL 等。 - 应用过程通常包括以下步骤： - 描述逻辑功能，使用硬件描述语言（如 ABEL）或原理图。 - 编译和仿真，确保逻辑功能正确无误。 - 适配和映射，将逻辑功能映射到特定的 PLD 器件上，生成 JEDEC 文件。 - 使用编程器将 JEDEC 文件下载到 PLD 器件中。 - 连接和测试，验证实际电路功能是否符合设计要求。 5. **开发软件的作用** - 开发软件在 PLD 设计中起着至关重要的作用，它负责逻辑编译、仿真、适配和编程过程，简化了设计者的工作。 6. **使用 PLD 的主要工作** - 主要工作包括逻辑功能的描述和实际电路的验证，而其他步骤，如编译、仿真和适配，通常由开发软件自动完成。 在电子技术领域，PLD 提供了一种高效且灵活的方法来设计和实现定制的数字逻辑电路。随着技术的发展，PLD 已经演变为更高级的形式，如复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA），它们提供了更高的集成度和更大的设计空间。理解并掌握 PLD 的原理和应用，对于现代电子工程师来说至关重要。