PLD硬件特性与编程技术详解

"该资源是关于PLD硬件特性和编程技术的第二章内容，涵盖了不同类型的可编程逻辑器件（PLD）的结构、工作原理以及编程技术。" 在电子设计自动化（EDA）领域，PLD（可编程逻辑器件）是数字电路设计中不可或缺的一部分。本章深入介绍了PLD的基本概念，包括与门、或门、非门和传输门等基本逻辑门，以及它们在组合电路和时序电路中的应用。通过图2-1所示的原理结构图，我们可以看到PLD采用了可编程的电路结构，通常分为“与-或”结构和查找表结构。 PLD的发展历程可以从20世纪70年代的熔丝编程PROM和PLA器件开始，到AMD公司的PAL器件、Lattice公司的GAL器件，再到Xilinx公司的FPGA器件和Lattice公司的CPLD器件。这些器件的出现代表了PLD集成度的不断提升，以及功能的复杂化，例如内嵌复杂功能模块的SoPC（系统级封装）技术。 PLD按照不同的标准可以分为几个类别：一是按集成度分为高集成度芯片和低集成度芯片；二是从结构上区分，有基于乘积项结构的器件，如早期的PLA和PAL，以及查找表结构的器件，如FPGA和CPLD；三是从编程工艺上划分，包括熔丝编程、EPROM、EEPROM和闪存等不同类型的编程方式。 低密度PLD器件，如PROM、PLA、PAL和GAL，主要用于实现简单数字逻辑电路功能。PROM是其中的一种，它具有可编程只读存储器的特性。PROM的结构由地址译码器和存储阵列组成，地址译码器作为“与阵列”，选择存储阵列的行，而存储单元阵列则可以通过编程实现不同的逻辑功能，相当于一个“或阵列”。这种结构使得PROM能够根据需求定制特定的逻辑函数。 通过学习这一章的内容，读者将能够理解PLD的基本工作原理，掌握不同类型的PLD器件的特性，以及如何利用它们来实现数字电路的设计。这为后续深入学习和使用VHDL等硬件描述语言进行复杂系统设计打下了坚实的基础。