逻辑器件可分为两大类-固定逻辑和可编程逻辑作重点介绍

逻辑器件可分为两大类——固定逻辑器件和可编程逻辑器件。顾名思义,固定逻辑器件中的电路是永久性的,它们执行一个功能或一组功能——一旦制造出来,就无法更改。另一方面,可编程逻辑器件 (PLD) 是标准的现成部件,可为客户提供各种逻辑功能、特性、速度和电压特性,并且可以随时更改此类器件以完成许多不同的功能。

本文将重点介绍可编程逻辑器件。可编程逻辑器件的英文全称是:可编程逻辑器件或PLD。PLD作为通用集成电路生产,其逻辑功能由用户根据器件的编程确定。通用PLD的集成度足够高,可以满足设计通用数字系统的需要。

对于可编程逻辑器件,设计人员可以使用廉价的软件工具快速开发、仿真和测试他们的设计。然后可以将设计快速编程到设备中,并立即在带电电路中进行测试。原型中使用的 PLD 设备与网络路由器、ADSL 调制解调器、DVD 播放器或汽车导航系统等最终设备的生产中使用的 PLD 相同。没有 NRE 成本可编程逻辑器件pal图,并且可以比使用定制的固定逻辑器件更快地完成最终设计。

根据组织的特点,可编程逻辑器件根据“AND-OR”阵列结构可分为阵列型器件PROM、EPROM、EEPRM、PAL、GAL、CPLD、EPLD、EPLA等。

1、PROM – 可编程只读存储器

可编程只读存储器只允许写入一次,因此也称为一次性可编程只读存储器(One Time Programming ROM,OTP-ROM)。可编程只读存储器出厂时存储的内容全为1,用户可根据需要将数据0写入部分单元(部分PROM出厂时全为0,则用户可以写一些单位,写1)是为了编程。

2、EPROM – 可擦除可编程只读存储器

第一个研制成功并投入使用的EPROM是用紫外线擦除的。EPROM采用MOS电路结构,其存储单元通常由叠栅MOS晶体管组成,叠栅MOS晶体管通常采用增强型场效应晶体管结构。

3、EEPROM – 电可擦除可编程只读存储器

EEPROM(也写为 E2PROM)是一种可编程 ROM,可通过电信号进行擦除和重写。它不仅可以整体擦除存储单元的内容,还可以逐字擦除和重写。EEPROM的擦写电流很小,在普通工作电源下即可进行,擦写时无需将器件从系统中取出。

4、PAL – 可编程阵列逻辑

PLA沿用PROM器件生产中使用的熔丝型双极工艺,具有可编程“与”阵列和“或”阵列固定结构,还可实现高工作速度。与PROM相比,PLA器件阵列尺寸大大减小,可以更灵活地实现各种逻辑功能,而PLA器件编程简单,适应性强,可以替代多种常用的中小型晶体管逻辑器件。

5、GAL – 通用阵列逻辑

GAL是一种电可擦写可编程逻辑器件,具有灵活的可编程输出结构,使得少数集中的GAL器件可以替代几乎所有的PAL器件和数百个中小型标准器件。而且,GAL采用先进的EECMOS工艺,可以在几秒钟内完成器件的擦除和写入,并允许反复重写。普通GAL器件和PAL器件具有相同的阵列结构,均采用“与”阵列可编程或阵列固定的结构。

6、CPLD – 复杂可编程逻辑器件

CPLD是在PAL、GAL等器件的基础上发展起来的大规模集成可编程逻辑器件。与PAL、GAL等器件相比,CPLD的规模比较大,一个CPLD可以替代几十个甚至上百个通用IC芯片。虽然不同IC公司生产的CPLD结构差异很大,但一般包括可编程逻辑宏单元(Logic Macro Cell,LMC)、可编程I/O单元和可编程互连(Programmable Interconnect,PI)。三个部分。

7、EPLD – 可擦除可编程逻辑器件

EPLD结合了大规模集成电路的体积小、价格低、可靠性高的优点。用户可根据需要设计特殊电路,避免价格高、周期长等问题。EPLD 器件的延迟时间是可预测和固定的。因此在 EPLD 设备中实现功能模板上的任何功能具有相同的速度。功能块通过无限的内部互连在一起,提供多种可编程逻辑结构。并且每个功能模块包含9个可编程“AND”“OR”阵列驱动的宏单元,任何引脚的输入或宏单元的输出都可以连接到另一个宏单元的输入,这种无限的可编程互连结构确保EPLD 具有 100% 的路由能力。

8、FPLA – 现场可编程逻辑阵列

现场可编程逻辑阵列 (FPLA) 是一种可编程逻辑器件 (PLD),它是一种半导体器件,在可编程逻辑元件中包含所谓的“逻辑块”和可编程互连。逻辑块被编程以执行基本逻辑门的功能,例如“与”、“异或”或更复杂的组合功能。在大多数 FPLA 中,逻辑块还包括存储器分子和分层可编程互连,以满足要互连的逻辑块的需要。另外,FPLA的结构与ROM类似,区别在于:第一,ROM的AND阵列是固定的,而FPLA的AND阵列是可编程的;其次,ROM的AND数组输出都是最小项可编程逻辑器件pal图,而FPLA的AND数组不是可以输出简体表达式。

9、FPGA – 现场可编程门阵列

FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展起来的,是一种基于单元门阵列结构的器件。由于FPGA需要反复编程,其实现组合逻辑的基本结构无法像ASIC那样通过固定的与非门来完成,只能使用易于反复配置的结构。目前主流的FPGA都使用基于SRAM技术的查表,部分军用和航天级的FPGA采用Flash或熔断和反熔丝技术的查表结构,并改变查表的内容通过编程文件表。FPGA的重复配置。

根据布尔代数的理论,对于一个n输入的逻辑运算,无论是AND还是NOT运算,最多只有2n个可能的结果,所以如果先把对应的结果存入一个存储单元,就等价了实现NAND操作。门电路的功能。FPGA原理也是如此。它通过编程文件配置查找表的内容,从而在相同的电路条件下实现不同的逻辑功能。

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