可编程逻辑器件PLD：低密度结构与原理解析

"低密度PLD的原理与结构—PROM-西电 大规模课程PPT" 在电子工程领域，可编程逻辑器件（PLD）是一种重要的集成电路，允许用户根据需求定制其内部逻辑结构。低密度PLD通常指的是早期的、具有相对较少逻辑元素的PLD，如PROM（可编程只读存储器）。本课程主要讲解了PROM的结构及其工作原理。 PROM是一种一次性编程的存储器，其结构由一个与阵列和一个或阵列组成。与阵列由一系列的与门构成，而或阵列则由或门组成。这种结构可以实现任意的逻辑函数，因为任何组合逻辑函数都可以被表示为与门和或门的组合。与门阵列接收输入信号，并根据编程的状态决定哪些输入信号会被传递到或门阵列。或阵列则将来自与门阵列的信号组合起来，产生最终的输出。 PROM的编程过程是在制造后完成的，通过熔断熔丝或设置反熔丝来确定逻辑功能。一旦编程完成，其内容就无法更改，因此PROM常用于那些在系统运行过程中不需要修改的固定逻辑功能，例如存储微代码或简单的接口逻辑。 PROM的结构简单，阵列规模较大，但速度相对较慢，通常作为存储器使用。它的优点在于成本低、易于编程，但缺点是不可重编程，限制了其在需要多次修改的应用中的使用。 随着技术的发展，PLD家族逐渐演进，出现了EPROM（紫外线可擦除的PROM）、E2PROM（电可擦除的PROM）、PLA（可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）、CPLD（复杂可编程逻辑器件）以及FPGA（现场可编程门阵列）等更高级别的器件。这些器件在集成度、设计灵活性和速度方面都有显著提升，满足了更复杂逻辑设计的需求。 CPLD和FPGA是现代PLD的代表，它们提供了更高的集成度和更复杂的逻辑功能。CPLD通常由可编程逻辑块和宏单元组成，适合实现中等规模的逻辑设计。而FPGA则采用了可配置的逻辑单元和可编程互连网络，可以实现大规模的并行逻辑设计，且支持动态重构，广泛应用于通信、计算和嵌入式系统等领域。 低密度PLD如PROM是PLD发展史上的一个重要阶段，它为后来的可编程逻辑技术奠定了基础。尽管现代PLD技术已经超越了PROM，但了解PROM的工作原理对于理解整个PLD领域的发展和应用至关重要。