中国水利水电出版社：《数字逻辑电路》第10章 可编程逻辑器件（李中发）

数字逻辑电路 中制作 中国水利水电出顺社

李中发 制作 中国水利水电出版社 数字逻辑电路

第10章可编程逻辑器件 学习要点 解EDA技术的发展概况 了解简单可编程逻楫器件的构造和工作原理 握用PRCM和PA实现组合逻辑函教的方法 了解髙密度可编程楫器件的构造及应用

第10章 可编程逻辑器件 学习要点 •了解EDA技术的发展概况 •了解简单可编程逻辑器件的构造和工作原理 •掌握用PROM和PLA实现组合逻辑函数的方法 •了解高密度可编程逻辑器件的构造及应用

第10章可编程逻辑器件 口101电子设计自动化概述 102简单可编程逻辑器件 103髙密度可编程逻辑器件 0104PLD开发工具Max+pus工

10.1 电子设计自动化概述 10.2 简单可编程逻辑器件 10.3 高密度可编程逻辑器件 10.4 PLD开发工具Max+plusⅡ 第10章 可编程逻辑器件

101电子设计自动化概述 EDA技术:是指以计算机硬件和系统软件为基 本工作平台,利用PLD器件和EDA开发工具, 在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计 性能分析、时序测试直至印刷电路板(简称 PCB)的自动设计

10.1 电子设计自动化概述 EDA技术：是指以计算机硬件和系统软件为基 本工作平台，利用PLD器件和EDA开发工具， 在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、 性能分析、时序测试直至印刷电路板（简称 PCB）的自动设计

1011EDA技术发展概况 集成电路技术方面:1958年出现了第一块数字集成电路。20世 纪60年代初岀现了小规模集成电路和中规模集成电路。1967年, 数字集成电路跨入大规模集成电路时代,在一块芯片上集成 1000个以上的晶体管。1977年出现了在一块芯片上集成13万个 晶体管的集成电路,从而使数字集成电路进入了超大规模集成 电路时代。1998年,数字集成电路达到了在一块芯片上集成超 过一亿个晶体管或基本单元的规模 从20世纪70年代起,在集成电路版图设计方面,出现了基于门 阵列和标准单元的计算机辅助设计工具;在系统设计方面,出 现了计算机辅助电路分析工具和逻辑综合与优化工具,以及简 单可编程逻辑器件。20世纪80年代出现了PCB自动布局布线工 具,标准的硬件描述语言HDL及其仿真工具,以及复杂可编程 逻辑器件。20世纪90年代岀现了可编程模拟电路,以及标准 HDL的综合工具,电子设计才真正进入了自动化时期。进入21 世纪,又出现了可编程片上系统

10.1.1 EDA技术发展概况 集成电路技术方面：1958年出现了第一块数字集成电路。20世 纪60年代初出现了小规模集成电路和中规模集成电路。1967年， 数字集成电路跨入大规模集成电路时代，在一块芯片上集成 1000个以上的晶体管。1977年出现了在一块芯片上集成13万个 晶体管的集成电路，从而使数字集成电路进入了超大规模集成 电路时代。1998年，数字集成电路达到了在一块芯片上集成超 过一亿个晶体管或基本单元的规模。 从20世纪70年代起，在集成电路版图设计方面，出现了基于门 阵列和标准单元的计算机辅助设计工具；在系统设计方面，出 现了计算机辅助电路分析工具和逻辑综合与优化工具，以及简 单可编程逻辑器件。20世纪80年代出现了PCB自动布局布线工 具，标准的硬件描述语言HDL及其仿真工具，以及复杂可编程 逻辑器件。20世纪90年代出现了可编程模拟电路，以及标准 HDL的综合工具，电子设计才真正进入了自动化时期。进入21 世纪，又出现了可编程片上系统

1012EDA技术的特征 现代EDA技术的基本特征是采用高级语 言描述,具有系统级仿真和综合能力 与这些基本特征有关的技术有自顶向下 设计方法、硬件描述语言(HDL)、逻 辑综合优化、开放性和标准化以及库的 引入

10.1.2 EDA技术的特征 现代EDA技术的基本特征是采用高级语 言描述，具有系统级仿真和综合能力。 与这些基本特征有关的技术有自顶向下 设计方法、硬件描述语言（HDL）、逻 辑综合优化、开放性和标准化以及库的 引入

10.13电子系统的仿真、综合与实现 电子系统的仿真是用计算机模仿电子系统的实际工作情况。因 此,仿真时要在计算机上建立电子元件和模块的功能模型,还 要将系统(电路)的构成描述给计算机。此外,设计工程师还 要为被仿真的电路设计适当的输入信号,在计算机模拟结果出 来后要对其进行分析,从而判定电路正确与否。根据设计验证 的不同层次和要求,仿真分为系统仿真、逻辑仿真、时序仿真、 电路仿真等。 电子系统的综合是将较高层次的描述转换为由低层次便于实现 的模块所装配成的统一实体。综合分高层综合、逻辑综合和版 图综合。高层综合是从系统级(算法级)的行为(功能)描述 生功能级的结构描述。逻辑综合是将功能级描述转化为逻辑 门)级的描述。版图综合是在逻辑综合完成后,由门级和电 路级向物理版图描述的转换,完成最终的布局布线。 电子系统的实现方式通常有通用集成电路、可编程器件和定制 集成电路3种方式

10.1.3 电子系统的仿真、综合与实现 电子系统的仿真是用计算机模仿电子系统的实际工作情况。因 此，仿真时要在计算机上建立电子元件和模块的功能模型，还 要将系统（电路）的构成描述给计算机。此外，设计工程师还 要为被仿真的电路设计适当的输入信号，在计算机模拟结果出 来后要对其进行分析，从而判定电路正确与否。根据设计验证 的不同层次和要求，仿真分为系统仿真、逻辑仿真、时序仿真、 电路仿真等。 电子系统的综合是将较高层次的描述转换为由低层次便于实现 的模块所装配成的统一实体。综合分高层综合、逻辑综合和版 图综合。高层综合是从系统级（算法级）的行为（功能）描述 产生功能级的结构描述。逻辑综合是将功能级描述转化为逻辑 （门）级的描述。版图综合是在逻辑综合完成后，由门级和电 路级向物理版图描述的转换，完成最终的布局布线。 电子系统的实现方式通常有通用集成电路、可编程器件和定制 集成电路3种方式

102简单可编程逻辑器件 1021PLD的结构、分类和内部电路表示方法 PLD的基本结构 输 输输入项与与项或或项输 入 输 入1 电 阵 电 出 路 列 阵列 路 PLD内部电路的筒化画法 AB C D A B C D Y=A·C·D Y=A+B+C (a)缓冲器画法 (b)与门画法 (c)或门画法

10.2 简单可编程逻辑器件 10.2.1 PLD的结构、分类和内部电路表示方法 输 入 电 路 与 门 阵 列 或 门 阵 列 … … 输 入 输 出 输入项 与项 或项 输 出 电 路 1 & ≥1 A B C D A B C D Y=A·C·D Y=A+B+C A A A × × (a) 缓冲器画法 (b) 与门画法 (c) 或门画法 PLD的基本结构 PLD内部电路的简化画法

B A B & Y112 Y Y2 BB或阵列 与阵列

1 1 A B Y1 Y2 ≥1 ≥1 & & & & 1 1 A B Y1 Y2 ≥1 ≥1 & & & & A A B B 与阵列 Y1 Y2 或阵列

SPLD的分类 分类与阵列或阵列输出电路|编程方式 PROM 固定 可编程 固定 熔丝 PLA 可编程|可编程 固定 熔丝 PAL 可编程固定 固定 熔丝 GAL 可编程|固定 可组态电可擦除

SPLD的分类 分类 与阵列 或阵列 输出电路 编程方式 PROM 固定 可编程 固定 熔丝 PLA 可编程 可编程 固定 熔丝 PAL 可编程 固定 固定 熔丝 GAL 可编程 固定 可组态 电可擦除