可编程逻辑器件PLD与FPGA的原理与编程

"该资源是关于系统编程原理和方法，特别是数字逻辑领域的课件，涵盖了在系统编程（ISP）的概念，以及与之相关的信号和步骤。重点提及了各种可编程逻辑器件，如PLD、PROM、PLA、GAL、CPLD和FPGA的类型和特点，同时讲解了PLD的结构，包括与阵列、或阵列和可编程连接技术。" 在系统编程原理主要涉及将新的程序或配置数据直接写入到一个已经安装在系统中的可编程逻辑器件中，无需将其从电路板上移除。这种技术使得现场更新设备的功能变得可能，极大地提高了设计的灵活性和便捷性。ISP通常需要特定的编程接口信号，例如ispEN（编程使能）、SDI（串行数据输入）、SDO（串行数据输出）、MODE（模式选择）和SCLK（时钟）等。通过这些信号，数据按照特定的步骤写入器件，一般包括初始化、数据传输和结束编程三个步骤。 在多芯片编程方法中，可能需要同时或顺序地对多个逻辑器件进行编程，以实现复杂的逻辑功能。这通常涉及到对每个器件的独立操作，并确保它们在系统中的协同工作。 可编程逻辑器件（PLD）是一种可以被用户根据需要配置的电路，以实现所需的逻辑功能。从简单的PROM（可编程只读存储器）到复杂的FPGA（现场可编程门阵列），PLD的发展历程展现了其灵活性和功能性的增强。FPGA由可编程逻辑阵列和可编程互连网络组成，其内部逻辑结构可以根据用户的VHDL或Verilog代码自定义。 PLD的结构包括与阵列和或阵列，它们分别实现输入变量的与函数和或函数。与阵列的输出是所有输入的逻辑与，而或阵列的输出是输入变量的逻辑或。在PLA（可编程逻辑阵列）和PAL（通用逻辑阵列）中，这些阵列可以被编程以适应不同的逻辑功能。CPLD（复杂可编程逻辑器件）则提供了更高级的可编程连接技术，允许更复杂的逻辑结构。 PLD实现组合逻辑时，可以通过编程设置内部的连接来匹配任何所需的逻辑函数。例如，通过设置与阵列和或阵列的连接，可以实现特定的编码器、解码器、多路复用器等组合逻辑电路。 这个课件深入讲解了数字逻辑中可编程逻辑器件的工作原理、结构和编程方法，对于理解现代电子系统中的硬件可配置性和灵活性至关重要。