可编程逻辑器件(PLD)详解：从PROM到FPGA

"本章介绍了可编程逻辑器件(PLD)的基本概念、发展历史和主要类型，包括FPLA、PAL、GAL、EPLD和CPLD。PLD是一种既可以按照通用标准生产，又能由用户通过编程自定义逻辑功能的数字集成电路。章节详细讲述了各种类型的PLD的特点和结构，如FPLA的组合和时序电路结构，PAL的可编程'与'阵列和固定'或'阵列，GAL的可编程输出电路以及EPLD和CPLD的增强功能和更高的集成度。" 在数字集成电路领域，可编程逻辑器件(PLD)扮演着至关重要的角色。它们主要分为两类：通用型和专用型。PLD的独特之处在于，尽管它们在生产时是作为通用器件制造的，但其实际逻辑功能是由用户通过编程来确定的，这种灵活性使得PLD在设计复杂数字系统时具有极大的优势。 PLD的发展历程可以从早期的PROM开始，经过现场可编程逻辑阵列(FPLA)、可编程逻辑阵列(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)、可擦除的可编程逻辑器件(EPLD)到复杂的可编程逻辑器件(CPLD)，最后到现代的现场可编程门阵列(FPGA)。每个阶段的进化都带来了更高的集成度和更灵活的设计选项。 FPLA是一种能够实现组合电路和时序电路通用形式的器件，它的结构由输入和输出部分组成，允许用户定制逻辑路径。PAL则进一步细分，由可编程的“与”阵列、固定的“或”阵列和输出电路构成，其中的编程通常通过熔丝烧断来实现。 GAL是PAL的升级版，它引入了可编程输出逻辑电路(OLMC)，采用E2CMOS技术，使得器件在编程后还能进行修改，例如GAL16V8。EPLD在结构上类似PAL，但增加了OLMC，并采用了EPROM工艺，这提高了器件的集成度，允许更多的逻辑门数量。 CPLD，如ispLSI1032，采用了全局布线块(GLB)等高级结构，提供更高的并行处理能力和更复杂的逻辑功能。这些器件的出现，极大地推动了电子设计自动化(EDA)的进步，使设计师能够快速原型化和定制复杂数字系统，缩短了产品开发周期，降低了成本。 PLD家族的各个成员各有特点，适应不同层次和规模的数字系统设计需求，从简单的逻辑功能到复杂的嵌入式系统，都有对应的解决方案。随着技术的不断发展，PLD将继续在电子设计领域发挥关键作用，推动创新并满足不断增长的个性化需求。