pld基礎入門百科知識

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　可編程邏輯器件 （programmable logic device)
　　一、概述
　　PLD（programmable logic device)-- ：PLD是做為一種通用集成電路生產的，他的邏輯功能按照用戶對器件編程來搞定。一般的PLD的集成度很高，足以滿足設計一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。這樣就可以由設計人員自行編程而把一個數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，而不必去請芯片制造廠商設計和制作專用的集成電路芯片了。
　　二、分類
　　目前使用的PLD產品主要有：1、現(xiàn)場可編程邏輯陣列FPLA（field programmable logic array);2、可編程陣列邏輯PAL（programmable array logic);3、通用陣列邏輯GAL（generic array logic);4、可擦除的可編程邏輯器件EPLD（erasable programmable logic device);5、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA（field programmable gate array)。其中EPLD和FPGA的集成度比較高。有時又把這兩種器件稱為高密度PLD。
　　三、發(fā)展歷程
　　早期的可編程邏輯器件只有可編程只讀存貯器(PROM)、紫外線可按除只讀存貯器(EPROM)和電可擦除只讀存貯器(EEPROM)三種。由于結構的限制，它們只能完成簡單的數(shù)字邏輯功能。
　　其后，出現(xiàn)了一類結構上稍復雜的可編程芯片，即可編程邏輯器件，它能夠完成各種數(shù)字邏輯功能。典型的PLD由一個“與”門和一個“或”門陣列組成，而任意一個組合邏輯都可以用“與一或”表達式來描述，所以， PLD能以乘積和的形式完成大量的組合邏輯功能。這一階段的產品主要有PAL和GAL。PAL由一個可編程的“與”平面和一個固定的“或”平面構成，或門的輸出可以通過觸發(fā)器有選擇地被置為寄存狀態(tài)。PAL器件是現(xiàn)場可編程的，它的實現(xiàn)工藝有反熔絲技術、EPROM技術和EEPROM技術。還有一類結構更為靈活的邏輯器件是可編程邏輯陣列(PLA)，它也由一個“與”平面和一個“或”平面構成，但是這兩個平面的連接關系是可編程的。PLA器件既有現(xiàn)場可編程的，也有掩膜可編程的。在PAL的基礎上，又發(fā)展了一種通用陣列邏輯GAL，如GAL16V8,GAL22V10 等。它采用了EEPROM工藝，實現(xiàn)了電可按除、電可改寫，其輸出結構是可編程的邏輯宏單元，因而它的設計具有很強的靈活性，至今仍有許多人使用。這些早期的PLD器件的一個共同特點是可以實現(xiàn)速度特性較好的邏輯功能，但其過于簡單的結構也使它們只能實現(xiàn)規(guī)模較小的電路。為了彌補這一缺陷，20世紀80年代中期Altera和Xilinx分別推出了類似于PAL結構的擴展型 CPLD和與標準門陣列類似的FPGA，它們都具有體系結構和邏輯單元靈活、集成度高以及適用范圍寬等特點。這兩種器件兼容了PLD和通用門陣列的優(yōu)點，可實現(xiàn)較大規(guī)模的電路，編程也很靈活。與門陣列等其它ASIC相比，它們又具有設計開發(fā)周期短、設計制造成本低、開發(fā)工具先進、標準產品無需測試、質量穩(wěn)定以及可實時在線檢驗等優(yōu)點，因此被廣泛應用于產品的原型設計和產品生產(一般在10,000件以下)之中。幾乎所有應用門陣列、PLD和中小規(guī)模通用數(shù)字集成電路的場合均可應用FPGA和CPLD器件。