"数字系统设计基础第2章：PLD硬件特性与编程技术"

第2章PLD硬件特性与编程技术主要介绍了PLD（可编程逻辑器件）的概述，包括其硬件特性和编程技术。传统的逻辑系统在规模增大时会面临一系列问题，如焊点增多、可靠性下降、成本升高、功耗增加和占用空间扩大等。为了解决这些问题，PLD的出现提供了一种灵活且高效的解决方案。 PLD主要包括门阵列和乘积项的组合，通过输入电路和输出电路来实现逻辑功能。输入电路可以实现输入信号的互补和反馈输入信号的输出，输出电路则可以实现不同方式的输出，既可以是低电平有效，也可以是高电平有效。输出可以直接来自或阵列，构成组合方式输出，也可以通过寄存器输出，构成时序方式输出。图2-1展示了PLD器件的原理结构。 PLD作为一种可编程逻辑器件，具有以下几个特点：可编程性、灵活性和可重构性。它可以根据用户的需求进行编程，不需要进行物理电路的布线。这样的设计简化了电路的实现过程，并且可以提高电路的灵活性和可重构性。同时，PLD还具有集成度高、功耗低和性能稳定等优点。 PLD的发展经历了数字集成电路从SSI、MSI到LSI、VLSI、ULSI的发展过程。特别是在20世纪70年代初，随着大规模集成电路的问世，微电子技术得到了迅猛发展，集成电路的集成规模几乎每1～2年翻一番。这使得PLD的应用范围不断扩大，逐渐成为数字系统设计的重要组成部分。 在PLD的编程技术方面，本章重点介绍了几种常见的编程方法。包括JTAG编程、硬件描述语言（HDL）编程和可视化编程工具等。JTAG编程是一种常用的编程方式，通过JTAG接口可以实现对PLD的编程和调试。HDL编程是一种基于硬件描述语言的编程方法，它可以描述和设计逻辑电路的行为和结构。可视化编程工具则提供了图形化界面，使得用户可以通过图形化的方式进行编程。 总的来说，PLD作为一种可编程逻辑器件，在数字系统设计中发挥着重要的作用。它具有灵活性、可编程性和可重构性的特点，解决了传统逻辑系统面临的问题。随着微电子技术的不断发展，PLD的应用范围将会进一步扩大。同时，编程技术的不断进步也将提升PLD的设计和应用效率，为数字系统设计带来更多的可能性。