可编程逻辑器件：从FPLA到FPGA

“第八章 可编程逻辑器件.ppt——涵盖了可编程逻辑器件的概述、现场可编程逻辑阵列（FPLA）、可编程阵列逻辑（PAL）、通用阵列逻辑（GAL）、可擦除的可编程逻辑器件（EPLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、PLD的编程以及在系统可编程逻辑器件（ISP-PLD）等内容。” 在电子设计领域，可编程逻辑器件（Programmable Logic Devices, PLD）是极其重要的一类元器件，它们允许设计者根据需求定制数字逻辑电路。以下是对各个知识点的详细解释： 8.1 概述 PLD是一类可以由用户通过编程来定义其内部逻辑功能的集成电路。它们通常包含大量的逻辑门、触发器和其他基本逻辑单元，可以组合成各种复杂的数字逻辑电路，用于实现用户自定义的功能。 8.2 现场可编程逻辑阵列（FPLA） FPLA是一种早期的PLD，由固定的与阵列和可编程的或阵列组成。用户可以编程控制或阵列，以实现所需的逻辑函数。FPLA的基本电路结构包括输入与阵列和输出或阵列，异或输出结构用于实现特定的逻辑运算。 8.3 可编程阵列逻辑（PAL） PAL比FPLA更灵活，因为它在与阵列部分也是可编程的，允许更多的设计自由度。这使得PAL在某些应用中更受欢迎，尤其是那些对逻辑功能有特殊需求的设计。 8.4 通用阵列逻辑（GAL） GAL进一步扩展了PAL的概念，引入了电可擦除存储技术，允许在不使用专用设备的情况下修改器件的逻辑配置。GAL还可以提供三态输出，增强了其在多路复用系统中的适用性。 8.5 可擦除的可编程逻辑器件（EPLD） EPLD使用EPROM或EEPROM作为编程存储器，可以通过紫外线照射或电子方式擦除和重写。EPLD提供了更高的灵活性和可重用性，适合于需要频繁修改设计的场合。 8.6 现场可编程门阵列（FPGA） FPGA是现代PLD的代表，由可编程逻辑单元（CLB）、输入/输出块（IOB）和互连网络组成。FPGA具有高度的可编程性和可配置性，可以实现复杂的数字系统，并且能够在现场进行编程，满足快速迭代和原型验证的需求。 8.7 PLD的编程 编程PLD通常涉及将逻辑设计转化为二进制配置文件，然后通过编程设备将这些数据加载到器件的配置存储器中。这个过程可能包括逻辑综合、布局布线等步骤。 8.8 在系统可编程逻辑器件（ISP-PLD） ISP-PLD允许在系统编程，即在目标系统的运行环境中直接对器件进行编程。这种特性大大简化了设备的维护和更新，减少了生产成本，特别是在大批量生产和复杂系统集成中。 这些PLD类型各有特点，满足不同层次的复杂性和灵活性需求。从FPLA的简单结构到FPGA的高度可配置性，它们都在电子设计领域扮演着不可或缺的角色，为工程师提供了广泛的设计选择。随着技术的发展，可编程逻辑器件持续演进，为现代电子系统设计提供了强大支持。