呂國(guó)泰《電子技術(shù)》第章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器

電子技術(shù)第八章1第四節(jié)可編程邏輯器件（PLD）第三節(jié)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器（ROM）第一節(jié)存儲(chǔ)器概述第八章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件2第一節(jié)存儲(chǔ)器概述一、概述二、存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)3第一節(jié)存儲(chǔ)器概述2.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器——大規(guī)模集成組合邏輯電路。1.存儲(chǔ)器——一種能存儲(chǔ)二進(jìn)制代碼的器件。分類(lèi)：磁存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器按功能只讀存儲(chǔ)器（ROM）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）分類(lèi)：一、概述優(yōu)點(diǎn)：存儲(chǔ)容量大、工作速度快、體積小、集成度高。4第一節(jié)存儲(chǔ)器概述（1）只讀存儲(chǔ)器（ROM）(2)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）特點(diǎn)：寫(xiě)入的信息能長(zhǎng)期保存，不會(huì)因斷電而丟失；用途：存放固定的程序和常數(shù)。特點(diǎn)：能隨機(jī)寫(xiě)入或讀出信息，讀/寫(xiě)方便；速度快。

缺點(diǎn)：信息容易丟失，一旦斷電，所存儲(chǔ)器的信息會(huì)隨之消失，不利于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期保存。

缺點(diǎn)：存儲(chǔ)的信息是固定不變的。只能讀出信息，不能隨機(jī)寫(xiě)入信息。用途：存放現(xiàn)場(chǎng)的輸入輸出數(shù)據(jù)和中間運(yùn)算結(jié)果。5第一節(jié)存儲(chǔ)器概述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器二極管掩模ROMMOS管掩模ROM固定ROM可編程PROMMOS靜態(tài)RAMMOS動(dòng)態(tài)RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM只讀存儲(chǔ)器ROM光可擦除EPROM電可擦除E2ROM一次可編程PROM快閃存儲(chǔ)器6第一節(jié)存儲(chǔ)器概述二、存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)1.存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器含有存儲(chǔ)單元的數(shù)量。

存儲(chǔ)單元：能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)碼“1”或“0”的電路。

位（bit）：構(gòu)成二進(jìn)制數(shù)碼的基本單元。

字節(jié)（Bbyte）

：8位組成一個(gè)字節(jié)。

字（word）：一個(gè)或多個(gè)字節(jié)組成一個(gè)字。按位存儲(chǔ)單元數(shù)表示按字節(jié)單元數(shù)表示表示方法：例:32768個(gè)位存儲(chǔ)單元=1Kb（1024b

）?32=32Kb例:32768個(gè)位存儲(chǔ)單元=4?

1024?8=4KB7第一節(jié)存儲(chǔ)器概述2.存儲(chǔ)周期：

連續(xù)兩次讀（寫(xiě)）操作間隔的最短時(shí)間。快的約納秒極，慢的約幾十毫秒。8第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器一、固定ROM二、可編程ROM三、ROM的應(yīng)用實(shí)例四、邏輯門(mén)電路的簡(jiǎn)單畫(huà)法9第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器ROM的結(jié)構(gòu)框圖字線（選擇線）位線（數(shù)據(jù)線）存儲(chǔ)單元字單元地址輸入存儲(chǔ)輸出地址譯碼器存儲(chǔ)矩陣讀出電路地址譯碼器讀出電路存儲(chǔ)矩陣N×M表示存儲(chǔ)容量10第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器ROM主要結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)矩陣地址譯碼器

1.存儲(chǔ)矩陣：由存儲(chǔ)單元構(gòu)成，一個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)碼“1”或“0”。存儲(chǔ)器以字為單位進(jìn)行存儲(chǔ)。即一組存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)一個(gè)字。存放一個(gè)字長(zhǎng)為M的字，需要M個(gè)存儲(chǔ)單元。M個(gè)存儲(chǔ)單元稱(chēng)為字單元。存儲(chǔ)單元的總數(shù)為N字×M位，N×M為存儲(chǔ)容量

。表示信息的二進(jìn)制數(shù)碼稱(chēng)為一個(gè)字，二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)稱(chēng)為一個(gè)字長(zhǎng)M。11第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器

2.地址譯碼器：地址—為了存取的方便，給每個(gè)字單元確定的標(biāo)號(hào)。A0~An-1分別為N個(gè)字單元的地址。

字線—W0~WN-1稱(chēng)為字單元的地址選擇線；地址譯碼器根據(jù)輸入的代碼從W0~WN-1條字線中選擇一條字線。

位線—D0~DM-1確定與地址代碼相對(duì)應(yīng)的一組存儲(chǔ)單元位置。選中的一組存儲(chǔ)單元中的各位數(shù)碼經(jīng)位線傳送到數(shù)據(jù)輸出端。12第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM分類(lèi)：按使用器件不同:二極管ROM雙極型ROMMOS管ROM固定ROM可編程PROM按存入方式不同:光可擦可編程EPROM電可擦可編程E2PROM一次可編程PROM快閃存儲(chǔ)器13第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器4?4二極管掩模ROM1.二極管掩模ROM沒(méi)接二極管處表示存0接二極管處表示存1一、固定ROM片選信號(hào)144個(gè)地址的邏輯式分別為：地址譯碼器特點(diǎn)：（1）N取一譯碼：N條字線中，每次只能選中一條字線。圖為4選1譯碼。（2）最小項(xiàng)譯碼：n個(gè)地址輸入變量A0~An最小項(xiàng)的數(shù)目為N=2n。圖中最小項(xiàng)為4個(gè)。地址譯碼器是一個(gè)“與”邏輯陣列兩位地址代碼A1A0可指定4個(gè)不同的地址。第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器1.地址譯碼器15第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器譯碼器4個(gè)高低電平信號(hào)2位二進(jìn)制代碼000000111110110110111011101111110SA0A1Y3Y2Y1Y0輸入輸出2-4線譯碼器邏輯狀態(tài)表使能端輸出低電平有效

復(fù)習(xí)16第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器2.存儲(chǔ)矩陣存儲(chǔ)矩陣有4條字線和4條位線。共有16個(gè)交叉點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)都是一個(gè)存儲(chǔ)單元。字線W0與位線有4個(gè)交叉點(diǎn)，其中與位線D3和D0交叉處接有二極管。當(dāng)選中字線W0為高電平時(shí)，兩個(gè)二極管導(dǎo)通。17第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)矩陣是一個(gè)“或”邏輯陣列W3=A1A0m3m2W2=A1A0m1W1=A1A0m0W0=A1A0A0A1地址譯碼器D3D2D1D0簡(jiǎn)化的ROM存儲(chǔ)矩陣陣列圖有二極管無(wú)二極管18第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器

例：地址碼A1A0=00時(shí)，W0=1

，兩個(gè)二極管導(dǎo)通，使位線D3和D0為“1”，這相當(dāng)于接有二極管的交叉點(diǎn)存“1”。交叉點(diǎn)處沒(méi)有接二極管處，相當(dāng)于存“0”；位線D1和D2為“0”，這相當(dāng)于沒(méi)接有二極管的交叉點(diǎn)存“0”。19第二節(jié)只讀存儲(chǔ)器4?4二極管掩模ROM沒(méi)接二極管處表示存0接二極管處表示存1片選信號(hào),低電平有效001000110020第二節(jié)婚只讀奪存儲(chǔ)器4?4二著極管掩模ROM存仔儲(chǔ)內(nèi)容A1A0WiD3D2D1D00押0W0=11分0添0致10站1W1=11舟0網(wǎng)1貢1地址倉(cāng)輸入字線1餃0W2=10欺1牙0虛01勸1W3=11仰1琴1彎0位輸創(chuàng)出ROM錄的特點(diǎn)夸：存儲(chǔ)單元倦存“0”還是存“1”在設(shè)計(jì)扶制造時(shí)世已確定承，不能壘改變；敞且存入要信息后引，即使仁斷開(kāi)電內(nèi)源，所寒存信息啞也不會(huì)肌消失。21N取一譯狠碼及R罵OM存裳儲(chǔ)內(nèi)容地址碼A0A100011011最小項(xiàng)及編號(hào)N取一譯碼存儲(chǔ)內(nèi)容W0W1W2W3D0D1D2D3m0m1m2m3000101010010101101000100

10001110第二節(jié)寨只讀呀存儲(chǔ)器選講22第二節(jié)拾只讀識(shí)存儲(chǔ)器2.M漲OS管桿掩模R錄OM接MOS劉管處表示限存1沒(méi)接MO騙S管處表羨示存0負(fù)載管MOS管23第二節(jié)薦只讀吐存儲(chǔ)器10位失地址代疊碼A9~A0，地址線祥為10根免，字線輸侵出為210=10訓(xùn)24根泡。為減少譯牲碼器輸出氏線，將地侵址線分為好兩組：A4~A0為列地址賴(lài)譯碼器，譯出列勻選擇線2傻5為X1~X31。A9~A5為行地堪址譯碼爐器，譯出行未選擇線爬25為Y1~Y31。列選擇澇線與出縱行選擇貨線的矩服陣交點(diǎn)井共32?32=雪102棋4。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容糖量為1贈(zèng)K?1位。24第二節(jié)余只讀存儲(chǔ)伙器接MO功S管處蠶表示存抹1沒(méi)接M押OS管喜處表示疲存00000110000011負(fù)載管MOS管25第二節(jié)壤只讀存儲(chǔ)座器ROM存潔儲(chǔ)器的位伐線擴(kuò)展將幾片的地址端、CS端并接在一起。為擴(kuò)展存儲(chǔ)器的魚(yú)容量，將謠8片1K擴(kuò)?1存儲(chǔ)槳器并聯(lián)。26第二節(jié)漢只讀存儲(chǔ)獸器二、可編繪程ROM涂（PROM然）用戶(hù)可根希據(jù)需要將淘信息存入碎存儲(chǔ)單元投，一旦寫(xiě)庸入，不能勤更改。熔絲27第二節(jié)平只讀優(yōu)存儲(chǔ)器熔絲型P望ROM的存儲(chǔ)爸單元編程時(shí)，掛字線為高議電平VCC字線熔絲位線熔絲斷，存儲(chǔ)單菊元信息稀為0，居位線上首加入高些電壓脈僻沖，穩(wěn)蒙壓管D培Z導(dǎo)通蜘，反相閑器輸出臟低電平伸。編程時(shí)奔，位線撓為低電送平熔絲不斷，存儲(chǔ)單元密信息為1旺。28第二節(jié)前只讀扭存儲(chǔ)器1.光可擦除的可編程訊只讀存儲(chǔ)器（EPR戴OM）可根據(jù)需票要改寫(xiě)多賭次，將存宣儲(chǔ)器原有別的信息抹調(diào)去，再寫(xiě)黃入新的信營(yíng)息。擦除方式錫：紫外線嗎照射。方法：采用特料殊的浮樣置柵M支OS管（簡(jiǎn)雜稱(chēng)SI貞MOS溫或疊柵撈MOS負(fù)）。利掃用雪崩牛擊穿。29第二節(jié)奶只讀盈存儲(chǔ)器PRO征M出廠凝時(shí)所有濕的存儲(chǔ)渴單元均存入0犁。編程時(shí)引：在器減件的石月英玻璃我蓋上用征紫外線略照射1頑5秒，醉擦除原櫻有信息喪，所有憤的存儲(chǔ)稻單元均存入1，用戶(hù)再暖行操作。30第二節(jié)柜只讀夜存儲(chǔ)器特點(diǎn)：擦除需用輸專(zhuān)用設(shè)備承，操作復(fù)熊雜，耗時(shí)臂長(zhǎng)，正常壁工作時(shí)不氣能隨意改腰寫(xiě)。EPR狂OM2珍716邏輯結(jié)構(gòu)引腳排列31第二節(jié)哀只讀謝存儲(chǔ)器可進(jìn)行在粉線擦除和稿編程，無(wú)南需專(zhuān)用設(shè)洗備。擦寫(xiě)雨次數(shù)達(dá)1端04次以上。2.電可擦除的可編程萄只讀存儲(chǔ)器丙（E2PRO扶M）分類(lèi)：浮柵隧道氧化層MOS管雙層?xùn)沤橘|(zhì)MOS管2817濾E2PROM引腳排塌列32第二節(jié)偷只讀嘗存儲(chǔ)器新一代電可擦除的可編程耽只讀存儲(chǔ)器斑。但不能吼按字節(jié)衫擦除，凱只可全住片擦除膨。3.快閃庸讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器使的容量瀉逐年提千高，可眠達(dá)64筒M位，攜取代PRO少M(fèi)和尤E2P噸ROM。33第二節(jié)篇只讀存儲(chǔ)面器1.觸用ROM餡實(shí)現(xiàn)組合清邏輯電路ROM的應(yīng)用恭十分廣廳泛，如勸組合邏華輯、波捉形變換正、字符攝產(chǎn)生以賢及計(jì)算徹機(jī)的數(shù)姜據(jù)和程蠢序存儲(chǔ)搞等。輸入變量A——加數(shù)B——加數(shù)C0——低位進(jìn)位數(shù)輸出變量S——本位和C0——向高位進(jìn)位數(shù)三、R忙OM的犧應(yīng)用實(shí)奸例34第二節(jié)腳只讀存儲(chǔ)御器

AiBiCi-1

SiCi

全加器邏拋輯狀態(tài)表本位和向高位的進(jìn)位加數(shù)00000001100101001101

1001010101110011111

1

復(fù)習(xí)半加器構(gòu)成的全加器≥1CiBiAiCOCi-1SiCOS'i低位的進(jìn)位35第二節(jié)茄只讀租存儲(chǔ)器用RO陶M實(shí)現(xiàn)館組合邏儀輯電路騙:把函數(shù)揪自變量欲的不同成取值作晴為RO魯M的不同地切址。把每露種取值對(duì)圣應(yīng)的函數(shù)巧值存入R艙OM對(duì)應(yīng)溝地址的存房誠(chéng)儲(chǔ)單元。亮ROM河成了一個(gè)走函數(shù)表。加數(shù)低位的進(jìn)位本位和向高位的進(jìn)位ROM構(gòu)證成的全加爐器36第二節(jié)稻只讀籌存儲(chǔ)器AiBiCi-1十進(jìn)制最小項(xiàng)被選中烏字線最小項(xiàng)乎編號(hào)位線SiCi0角0氏00疊0閉10撕1炭00運(yùn)1活11潮0塑01質(zhì)0登11豈1姨01屠1間101234567AiBiCi-1AiBiCi-1AiBiAiCi-1AiCi-1BiCi-1BiCi-1AiBiBiCi-1AiCi-1BiAiW0=1W1=1W2=1W3=1W4=1W5=1W6=1W7=1m0m1m2m3m4m5m6m70譯01寬01納00窩11稼00禽10綁11備1全加器邏助輯狀態(tài)及殃三變量最漸小項(xiàng)編碼37第二節(jié)閣只讀尊存儲(chǔ)器根據(jù)表可泰得：ROM再構(gòu)成的劉全加器ROM構(gòu)想成的全加煮器38第二節(jié)住只讀存儲(chǔ)低器2.非存儲(chǔ)肝數(shù)據(jù)和使程序單片機(jī)EPR僑OM2表716單片機(jī)與簡(jiǎn)可編程EPR布OM聯(lián)槍接，用疾于存放者程序和近表格常慘數(shù)。39第二節(jié)萬(wàn)只讀緣瑞存儲(chǔ)器四、邏輯嗓門(mén)電路的食簡(jiǎn)單畫(huà)法固定連接可編程連接斷開(kāi)連接硬線連稅接點(diǎn)，用戶(hù)不姑能改變可編程連接點(diǎn)，用戶(hù)定馳義編程辣點(diǎn)熔絲已叢燒斷，斷開(kāi)邏輯圖中逗連接點(diǎn)的六簡(jiǎn)化畫(huà)法“與”門(mén)遷輸入變量禁A、B、戀C的輸入怕線和乘積譜線的交點(diǎn)囑有三種情著況：乘積線40與門(mén)或門(mén)互補(bǔ)輸出俯的緩沖器邏輯圖毒中門(mén)電債路的簡(jiǎn)聲化畫(huà)法41第三節(jié)猜隨機(jī)白存取存緒儲(chǔ)器一、RA型M的分類(lèi)二、RA取M的結(jié)構(gòu)販和工作原鞭理三、集成禁RAM存勵(lì)儲(chǔ)器四、R蚊AM存臉儲(chǔ)容量蹦的擴(kuò)展42第三節(jié)資隨機(jī)窮存儲(chǔ)存際儲(chǔ)器隨機(jī)存取每存儲(chǔ)器（萄RAM）能隨時(shí)頌從任一葉指定地辨址的存豈儲(chǔ)單元駛中取出腹（讀出匪）信息痰，也可隨時(shí)緩將信息存結(jié)入（寫(xiě)入拾）任一指原定地址單復(fù)元中。因獻(xiàn)此也稱(chēng)為讀/寫(xiě)存斬儲(chǔ)器。優(yōu)點(diǎn)：讀/寫(xiě)殘方便缺點(diǎn)：信息容易盲丟失，一適旦斷電，辨所存儲(chǔ)器尖的信息會(huì)尺隨之消失姥，不利于底數(shù)據(jù)的長(zhǎng)昨期保存。一、RA嬌M的分類(lèi)按使用器件不同:二極管RAM雙極型RAMMOS管RAM靜態(tài)動(dòng)態(tài)

43第三節(jié)費(fèi)隨機(jī)存儲(chǔ)銷(xiāo)存儲(chǔ)器二、RA耍M的結(jié)構(gòu)憤和工作原磨理地址輸入數(shù)據(jù)線讀/寫(xiě)控制電路輸入/輸出

I/OAn-1A0A1地址譯碼器...讀/寫(xiě)控制(R/W)片選(CS)...存儲(chǔ)矩陣選擇訪版問(wèn)哪個(gè)嗚存儲(chǔ)單厲元存儲(chǔ)0尾、1信逗息。由樓大量寄城存器構(gòu)涉成矩陣菜形式?jīng)Q定對(duì)選扯中的單元隊(duì)讀還是寫(xiě)決定芯片沙是否工作讀或?qū)戄v數(shù)據(jù)的醫(yī)通道44第三節(jié)更隨機(jī)魚(yú)存儲(chǔ)存度儲(chǔ)器1.恥存儲(chǔ)矩楚陣：由存儲(chǔ)書(shū)單元構(gòu)雙成。與夕ROM綱不同的涼是RA她M存儲(chǔ)階單元的因數(shù)據(jù)不梨是預(yù)先造固定的浸，而是閉取決于賤外部輸坡入信息沈，其存胃儲(chǔ)單元強(qiáng)必須由蕉具有記毯憶功能傷的電路候構(gòu)成。2.地拳址譯碼器想：也是N取盞一譯碼器曲。3.讀/寫(xiě)控制電路：當(dāng)R/W=1時(shí)，執(zhí)行讀操作，R/W=0時(shí)，執(zhí)行寫(xiě)操作。讀、寫(xiě)不會(huì)同時(shí)發(fā)生，讀/寫(xiě)線是雙向的。4.片選控制：存儲(chǔ)器由多片RAM組成，當(dāng)CS=0時(shí)，選中某片RAM工作，CS=1時(shí)某片RAM不工作。45第三節(jié)德隨機(jī)梁存儲(chǔ)存推儲(chǔ)器三、集棒成RA歇M存儲(chǔ)躬器9GNDCS8A27A16A05A34A43A52A61I/O0A9A8A7UDD121011141315161718I/O1I/O2I/O3R/WRAM2114RAM2114外引線排列圖以“字”亭為單位：RAM醬中信息夕的讀出創(chuàng)或?qū)懭腌P是以“字”妹為單位進(jìn)行的我，每次寫(xiě)尺入或讀逮出一個(gè)霜字。容量：1024字4位=4096存儲(chǔ)單元地址線：A9~A0(210=1024)數(shù)據(jù)線：I/O3~I/O0字?jǐn)?shù)：210=1024字（1K）46第三節(jié)吩隨機(jī)肢存儲(chǔ)存帳儲(chǔ)器9GNDCS8A27A16A05A34A43A52A61I/O0A9A8A7UDD121011141315161718I/O1I/O2I/O3R/WRAM2114RAM2114外引線排列圖三種工作丟方式：寫(xiě)入方式：當(dāng)CS=0、R/W=0時(shí)，數(shù)據(jù)線I/O3~I/O0上的內(nèi)容存入。低功耗維持方式：當(dāng)CS=1時(shí)，輸出為高阻態(tài)，存儲(chǔ)器內(nèi)部電路與外部總線隔離。讀出方式：當(dāng)CS=0、R/W=1時(shí)，內(nèi)容輸出到數(shù)據(jù)線I/O3~I/O0。47第三節(jié)袖隨機(jī)急存儲(chǔ)存拖儲(chǔ)器四、RA欲M存儲(chǔ)容椅量的擴(kuò)展當(dāng)單片RAM不巧能滿(mǎn)足要遷求時(shí)，可將多個(gè)芯叫片相連，擴(kuò)展字扒線和位朝線來(lái)擴(kuò)拖充容量丹。1.R臉AM的位擴(kuò)葛展將多片的地址端、R/W端、CS端并接在一起48第三節(jié)妹隨機(jī)備存儲(chǔ)存泥儲(chǔ)器2.狂RAM的字?jǐn)U夜展高4位低4位高位地心址線非門(mén)低電平時(shí)勇選中RAM島(Ⅰ)枝,地址為0仙~1K;用兩片1討?4K的踢RAM鞭實(shí)現(xiàn)2?您4K位字哀的擴(kuò)展。高電平現(xiàn)時(shí)選中RAM(襖Ⅱ),地址為1集~2K。49第四節(jié)港可編程控朋制器件一、PL商D的結(jié)構(gòu)劍框圖二、可編若程邏輯陣易列PLA祥簡(jiǎn)介三、可井編程陣裝列邏輯缸PAL賞簡(jiǎn)介四、通則用陣列批邏輯G死AL簡(jiǎn)夢(mèng)介50五、現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)可編程門(mén)果陣列FP萍GA簡(jiǎn)介六、在練系統(tǒng)可押編程邏信輯器件市isp恥PLD凳簡(jiǎn)介七、P棵LD發(fā)丘展趨勢(shì)51第四節(jié)險(xiǎn)可編程邏責(zé)輯器件概述:可編程搞邏輯器診件PL腿D是一種由編程劣來(lái)確定鍋其邏輯罰功能的通用大斯規(guī)模集成濟(jì)電路。采怪用軟件和答硬件相結(jié)內(nèi)合的方法具設(shè)計(jì)所需休功能的數(shù)術(shù)字系統(tǒng)。請(qǐng)可由用戶(hù)郊自行定義步功能（編浮程）。Pro畢gra舒mma登ble開(kāi)Lo紗gic鐵De電vic望e用通用器南件設(shè)計(jì)的密缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)復(fù)秤雜，且體積大倦、功耗瞞高、可涂靠性差錘。用ROM錘設(shè)計(jì)的缺乳點(diǎn)：一個(gè)1艘0變量虹的RO芬M，有萍210=102嚴(yán)4個(gè)乘積炸項(xiàng)，使芯癥片面積大龍，利用率撞低，工作找速度低。52第四節(jié)越可編程邏晶輯器件用通用器乖件設(shè)計(jì)的鐵數(shù)字鐘集成電路用通用器逼件設(shè)計(jì)的捐缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)復(fù)雜，且體積大、度功耗高、低可靠性差向。53第四節(jié)患可編程邏道輯器件①一種啄集成芯浩片（I握Cs）矛。②其邏輯肯功能可通目過(guò)用戶(hù)自駁行編程改變。特點(diǎn)：③邏輯電催路的設(shè)計(jì)亂和測(cè)試均梁可在計(jì)算岸機(jī)上實(shí)現(xiàn)跑，因而研耐制周期短戒、成本低宴、效率高局，使產(chǎn)品繼能在極短蹦時(shí)間內(nèi)推稠出。④通過(guò)對(duì)竿PLD古重新編鐮程，電路竟很容易被盜修改，這孤種修改可堆不影響其屠外圍電路漠。因此，鐵其產(chǎn)品的狹維護(hù)、更棗新很方便嗽。54第四節(jié)蘇可編程邏妻輯器件三、可惜編程邏咐輯器件庫(kù)PLD智能型可待編程數(shù)字戴開(kāi)發(fā)系統(tǒng)CPLD秩/FPG鹿A可編程邏輯器傍件PLD將電路設(shè)燙計(jì)文件變伸成硬件電圣路,由計(jì)您算機(jī)自動(dòng)碌完成55第四節(jié)性可編程邏皆輯器件一、PL莊D的結(jié)構(gòu)拳框圖與陣列互補(bǔ)變量乘積項(xiàng)或項(xiàng)或陣列輸入電路┆輸出電路┆輸入輸出產(chǎn)生輸入鑼變量的原柜變量和反奶變量，并浪提供足夠趙的驅(qū)動(dòng)能逼力由多個(gè)與割門(mén)組成，芳用以產(chǎn)生餅變量的各渴乘積項(xiàng)由多個(gè)或香門(mén)組成，銳用以產(chǎn)生頃或項(xiàng)(將農(nóng)乘積項(xiàng)相睜加)與-或陣列56第四節(jié)業(yè)可編濟(jì)程邏輯當(dāng)器件可編程邏跪輯陣列PLA(Pr爹ogra郊mmab目le臘Lo寧gic寬Arra沃y)可編程陣宮列邏輯PAL(P旗rog酬ram筒mab任le燃Arr荒ay牢Log肥ic)通用陣列謝邏輯GAL(Ge前net煮ic莫Arr駱ay創(chuàng)Log破ic)現(xiàn)場(chǎng)可編涌程門(mén)陣列FPGA復(fù)雜可伍編程邏輯器追件GPL部D：在系統(tǒng)可述編程邏輯挨器件isp信PLD分類(lèi):57第四節(jié)狼可編程邏效輯器件按可編慈程部位遠(yuǎn)分類(lèi)：類(lèi)型與陣列或陣列輸出電路PROM固定可編程固定PLA可編程可編程固定PAL可編程固定固定GAL可編程固定可組態(tài)58第四節(jié)壯可編程邏援輯器件按編程方式分類(lèi):isp器件的密肚度和性能逮持續(xù)提高草，價(jià)格持惠續(xù)降低，銳開(kāi)發(fā)工具掀不斷完善樹(shù)，正得到植廣泛應(yīng)用在系統(tǒng)晝可編程盼邏輯器盾件isp樓PLD不需要蕉使用編煩程器進(jìn)襯行編程一次可莫編程器罵件:采用驚PRO塊M工斑藝。如曾PA祖L等演?？芍貜?fù)編是程的可編勻程器件:采用E2PRO揚(yáng)M工找藝，如串GA閘L、i欲spP蘭LD歇等。需要使用編程器編程需要使用編程器編程59第四節(jié)期可編程邏扯輯器件二、可知編程邏倚輯陣列怒PLA嘗簡(jiǎn)介可編程實(shí)現(xiàn)的背思路邏輯函數(shù)與或表達(dá)式任何組合傅邏輯函數(shù)珍都可用最控小項(xiàng)之和怖的與或表陳達(dá)式表示返。與邏輯電路或邏輯電路&BA&BAY≥160第四節(jié)真可編程邏掉輯器件包含了可編程掏的與陣畏列和可編程蠅的或陣謙列?？捎脕?lái)實(shí)現(xiàn)組歇合邏輯側(cè)功能，如在或陣遇列的輸出接觸發(fā)器，也可用偷來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯蒼功能。PLA陣濃列結(jié)構(gòu)輸入輸出61第四節(jié)攜可編程邏纖輯器件三、可瞞編程陣醒列邏輯健PAL須簡(jiǎn)介包含了不可編程描的與陣四列和可編程隸的或陣竭列。編程是一鼻次性的，幅使用受限必。62第四節(jié)觸可編細(xì)程邏輯裙器件通用陣僵列邏輯應(yīng)GAL瘡是第二丑代PA雀L產(chǎn)品。是一種可拘重復(fù)多次督編程、可抓電擦電寫(xiě)勿、可硬件燒加密的通弟用邏輯器欠件。它具有功滴能很強(qiáng)的椅可編程的儉輸出級(jí)，全能靈活地荷改變工作夫模式。GAL疤能仿真盾所有P刊LA芯痰片的功咱能。在喊研制和常開(kāi)發(fā)新競(jìng)的數(shù)字給系統(tǒng)時(shí)剩極為方熄便，成王為理想界產(chǎn)品。四、通證用陣列播邏輯G舊AL簡(jiǎn)器介基本結(jié)構(gòu)蘆：可編程與紹陣列、固場(chǎng)定或陣列惹；可編程篩的輸出電埋路（采用降通用邏輯禾宏單元），可姿由用戶(hù)時(shí)定義所圓需的輸拜出狀態(tài)。63第四節(jié)鬼可編傭程邏輯王器件五、現(xiàn)惑場(chǎng)可編考程門(mén)陣泉列FP研GA簡(jiǎn)姻介特點(diǎn)：功耗低，北集成度高幻玉(3萬(wàn)門(mén)暴/片)，肅可構(gòu)成任大何復(fù)雜的戶(hù)邏輯電路解。EPGA賓成為設(shè)計(jì)元數(shù)字系統(tǒng)任的首選器熟件之一。刮許多電子垮系統(tǒng)已采妖用CPU曉+RAM欲+FPG蜻A的設(shè)計(jì)巾模式。64第四節(jié)匆可編程邏揉輯器件FPG敢A通常奏包括三糠類(lèi)可編汁程資源負(fù)：可編程豬邏輯塊GLB(可編程敏邏輯單雄元、宏脈單元):可編程貪輸入/類(lèi)輸出模旱塊IO標(biāo)B:連接芯片放與外部封粘裝?？删幊虄?nèi)幣部互連P追I（可編何程布線資凍源）:包括各種貿(mào)連線和可踐編程開(kāi)關(guān)倍，聯(lián)接系無(wú)統(tǒng)內(nèi)部。65第四節(jié)規(guī)可編核程邏輯拔器件六、在系緒統(tǒng)可編程詢(xún)邏輯器件喜ispP錄LD是一種新型的音可編程陣邏輯器咱件。將屬于詠編程器的可有關(guān)電路芝集成于i飛spPL啟D中。特點(diǎn)：從“離露線”發(fā)軋展到“羽在線”舞，編程時(shí)既不需要使編用編程器，也不顫需要將嬌其從所些在系統(tǒng)坑的電路評(píng)板上取業(yè)下，可停以直接查在系統(tǒng)怨上進(jìn)行貴編程。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化了產(chǎn)今品設(shè)計(jì)和采生產(chǎn)流程逮，降低了混成本；成聲為產(chǎn)品后境可“在線裝”反復(fù)編抽程，可方鍵便地升級(jí)勢(shì)換代。66第四節(jié)告可編襪程邏輯還器件按集成密迷度分類(lèi)：低密度ispPLD：高密度ispPLD：集成度>1000門(mén)高密度s頌ipLS控I016隊(duì)D電路結(jié)崇構(gòu)框圖67第四節(jié)著可編程邏炮輯器件高密度否sip膠LSI棋016對(duì)D邏輯慎功能劃泊分框圖全局布線戀區(qū)GRP電:68第四節(jié)揪可編程邏租輯器件通用邏其輯塊G寬LB:GLB絕的電路承結(jié)構(gòu)框甩圖69第四節(jié)稼可編捏程邏輯使器件輸出布織線區(qū)O賺RP:ORB饞邏輯功晚能示意冷圖70第四節(jié)躲可編洪程邏輯晉器件七、PL燃D發(fā)展趨瞇勢(shì)PLD的浪發(fā)展趨勢(shì)拘是：高速、淡高密、潑應(yīng)用靈老活和在系統(tǒng)譯可編程盾邏輯。71第四節(jié)隱可編石程邏輯辭器件電路輸入編譯綜合仿真分析編程下載PLD開(kāi)發(fā)應(yīng)崗用EDA鉆軟件、梨計(jì)算機(jī)爺、編程糧器EDA軟件、計(jì)算機(jī)補(bǔ)充用PLD眨實(shí)現(xiàn)一種蛛具體的邏核輯功能，宴一般要經(jīng)享過(guò)4個(gè)步駱驟MAX愁--P炎LUSⅡ、Mu豈lti詞sim梅等72第四節(jié)犯可編酬程邏輯廢器件應(yīng)用實(shí)屠例用PLD設(shè)計(jì)的數(shù)撲字鐘電路輸坦入對(duì)于高專(zhuān)密度P步LD：可采用邏蝴輯電路圖賞、VHD筒L語(yǔ)言仙(即超莊高速集成敵電路硬件蛋描述語(yǔ)言守)和波形鎖圖等輸入歪方式。對(duì)于低密它度PL瀉D：可采用邏挨輯方程輸移入方式。在軟件熱開(kāi)發(fā)工糧具上進(jìn)兔行73第四節(jié)然可編潛程邏輯滑器件&≥Yabs編譯綜合(1)訪“語(yǔ)法擋檢查、賭編譯和催邏輯優(yōu)填化”。在軟件當(dāng)開(kāi)發(fā)工煙具上進(jìn)鞋行(2)款“連接尊與適配姨”，作用是荷自動(dòng)進(jìn)愿行布局為布線設(shè)麥計(jì)。(3)混產(chǎn)生標(biāo)疾準(zhǔn)J耐EDE購(gòu)C（關(guān)于牛器件編指程信息劣的計(jì)算晌機(jī)文件組）文件。并職自動(dòng)生成光一個(gè)有關(guān)章設(shè)計(jì)信息度的設(shè)計(jì)報(bào)廳告。74第四節(jié)撒可編程邏蘿輯器件仿真分析用以驗(yàn)息證邏輯藏功能用MA非X--甘PLU哈SⅡ、Mu脈lti昨sim改等ED社A仿真片軟件75第四節(jié)繡可編雪程邏輯斬器件編程下載將JE柴DEC嶺文件下載壺到器件中格，使P柏LD具瞞有所設(shè)計(jì)提的邏輯功勞能。普通P則LD要用蠢編程器進(jìn)或行下載：把待編喬程的器息件插入灘編程器禍的插座睬內(nèi)，使徒用編程必器配套鑼的編程貨軟件就息可以將蠟JE館DEC知文件派寫(xiě)入扯PLD午芯片文。用編程器艘或編程司軟件76第四節(jié)善可編程邏生輯器件編程下載將JE程DEC毯文件下載忌到器件中今，使P喝LD具處有所設(shè)計(jì)無(wú)的邏輯功桑能。對(duì)于吹ISP斜-PL儉D不需事要專(zhuān)用岔編程器陣：把用戶(hù)電礙路板通過(guò)麥編程線與奸微機(jī)連接廳，利用下蛙載軟件，鳥(niǎo)即可對(duì)生ISP-亂PLD瘦芯片進(jìn)行猾在系統(tǒng)編堅(jiān)程。用編程器檢或編程粗軟件77第四節(jié)信可編寧程邏輯典器件電路輸入編譯綜合仿真分析編程下載78第四節(jié)葛可編差程邏輯警器件三、可編船程邏輯器麥件PLD智能型可梅編程數(shù)字剪開(kāi)發(fā)系統(tǒng)CPL慈D/F巴PGA可編程邏輯器件PLD將電路爸設(shè)計(jì)文凈件變成