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        用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)組合邏輯電路

        發(fā)布時(shí)間:2024-06-07
        一、可編程邏輯器件(pld)概述 可編程邏輯器件的基本電路—可編程二極管與門電路和可編程二極管或門電路已介紹。而按pld所包含門多少(即密度高低)分:低密度pld器件—等效邏輯門﹤1000個(gè);高密度pld器件—等效邏輯門成千上萬(幾千、幾萬、幾十萬門以上);這里討論低密度器件。圖示電路是低密度pld的結(jié)構(gòu)圖:
        輸入電路由輸入緩沖器構(gòu)成,“與”陣和“或”列陣是低密度pld的核心電路,輸出電路主要由三態(tài)輸出門和異或門組成。按“與”陣和“或”陣的可編程或者不可編程分,低密度pld有下面的種類:
        1)只讀存儲(chǔ)器---rom,prom(programmable read only memory)
        2)現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列---fpla,fpla(field programmable logic arrays)
        3)可編程陣列邏輯---pal,pal(programmable arrays logic)
        4)通用陣列邏輯---gal,gal(generic array logic)
        它們的結(jié)構(gòu)特性如表所示:
        這些pld器件在實(shí)現(xiàn)各種組合邏輯電路時(shí),各有優(yōu)點(diǎn)。
        二、組合型可編程陣列邏輯(pal)結(jié)構(gòu)
        由于pal的與陣可編程,或陣為不可編程的固定連接,所以非常適合于產(chǎn)生各種組合邏輯函數(shù)。它的輸出電路結(jié)構(gòu)又有三種。
        ⑴ 低電平輸出的固定結(jié)構(gòu):
        ⑵ 可編程i/o結(jié)構(gòu):
        這種電路結(jié)構(gòu),其輸出可作輸出端用,也可作輸入端用,由g3門決定,而g3門輸出由輸入項(xiàng)編程來確定。如g3門輸出高電平時(shí),三態(tài)門g1為工作態(tài),i/o端作輸出端用,輸出結(jié)果由編程而定;g3門輸出低電平時(shí),g1輸出高阻態(tài),i/o端作輸入端用。
        ⑶ 可編程極性輸出結(jié)構(gòu):
        當(dāng)異或門的輸入熔絲熔斷時(shí),輸出,低輸出有效;當(dāng)熔絲短路時(shí),,高輸出有效。熔絲的通斷由一個(gè)可騙程乘積項(xiàng)的輸出控制。
        三、可編程邏輯器件的應(yīng)用
        可編程邏輯器件(pld)的應(yīng)用需要開發(fā)軟件的支持,這是與普通數(shù)字集成電路完全不一樣的地方。開發(fā)軟件的種類非常多,往往某個(gè)公司生產(chǎn)的pld器件,該公司都有相應(yīng)的開發(fā)軟件。低密度pld器件的開發(fā)軟件主要有:palsim、fm、cupl、pldesigners、abel等。
        在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課中將簡(jiǎn)單介紹abel語言,并用abel語言進(jìn)行數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和仿真。開發(fā)低密度pld器件的過程:
        1)在pld開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行邏輯功能描述,(用硬件描述語言或原理圖等方法);
        2)在lpd開發(fā)環(huán)境下編譯、仿真邏輯功能描述,檢驗(yàn)邏輯功能的正確性;
        3)在pld開發(fā)環(huán)境下適配邏輯功能的描述,并將邏輯描述映射到具體的pld器件中,得到編程所需的jedec文件;
        4)連接pc機(jī)與編程器,把jedec文件下載到pld器件中;
        5)將下載后的pld器件接上電源、輸入數(shù)據(jù)、控制信號(hào)等,校驗(yàn)邏輯功能是否滿足設(shè)計(jì)要求。
        應(yīng)用pld器件的主要工作是1)和5),其它都由開發(fā)軟件完成。
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