PLD与可编程逻辑器件详解：从结构到分类

可编程逻辑器件（PLDs）是20世纪70年代发展起来的一种革命性的逻辑集成电路，它在逻辑设计中提供了高度灵活性和定制能力。PLDs主要包括以下几种类型： 1. **PROM** ( Programmable Read-Only Memory)：是一种只能一次性编程的存储器，其逻辑功能一旦确定后就不能修改。 2. **PLA** (Programmable Logic Array)：全称为可编程逻辑阵列，是一种能同时进行与和或逻辑运算的器件，但其逻辑连接是固定的，通过编程设置来改变其功能。 3. **PAL** (Programmable Array Logic)：与PLA类似，但与门阵列是可以编程的，而或门是固定的。 4. **GAL** (Generic Array Logic)：通用阵列逻辑，继承了PAL的部分特性，通常提供更多的灵活性，但比PLA更易于编程。 5. **CPLD** (Complex Programmable Logic Device)：复杂可编程逻辑器件，相比前面的PLDs，CPLD拥有更复杂的结构和更高的集成度，可以实现更复杂的逻辑功能。 6. **FPGA** (Field-Programmable Gate Array)：现场可编程门阵列，是一种高度灵活的器件，允许用户在硬件级别进行逻辑设计和配置，非常适合原型开发和定制应用。 7. **HDPLD** (High Density Programmable Logic Device)：高密度可编程逻辑器件，具备更高密度的逻辑功能单元，适合需要大量I/O的系统。 8. **ISP** (In-System Programming)：在线编程技术，允许在设备运行时对PLD进行重新编程，提高了调试和升级的便利性。 9. **SOPC** (System-on-a-Programmable Chip)：可编程片上系统，将微控制器和可编程逻辑集成在同一芯片上，提供高度整合的解决方案。 PLD的基本结构通常包括输入电路、与门阵列、或门阵列、乘积项和和项，以及输出电路。PLD允许输入信号通过编程连接实现组合逻辑或通过寄存器实现时序逻辑输出。逻辑符号表示方法采用输入缓冲器和特定的连接点表示，例如固定连接、编程连接，以及输入全编程和无连接的特殊处理。 PLD的分类主要依据其与门和或门阵列的编程特性，分为与固定、或编程（如ROM和PROM）、与或全编程（如PLA）、与编程、或固定（如PAL、GAL和HDPLD）等类型。这些器件的选用取决于设计需求的灵活性、复杂性和成本效益。 可编程逻辑器件是电子设计中的关键工具，它们通过提供灵活的逻辑设计选项，极大地促进了电子系统的定制化和创新。理解不同类型的PLD及其特点对于电路设计工程师来说至关重要。