"数字逻辑第6章可编程逻辑器件及其设计方法"

本章主要介绍了可编程逻辑器件在数字系统中的应用。在前文中，我们了解到组合逻辑电路和时序逻辑电路是由门电路、触发器和中小规模集成电路构成，这些逻辑电路虽然相对简单，但不容易修改。而使用这些逻辑电路实现数字系统往往需要大量集成电路和连线，导致系统体积大、功耗大且可靠性低等问题。 为了解决以上问题，目前广泛使用的可编程逻辑器件成为实现数字系统的理想选择。它采用了设计只读存储器方法的抽象思想，通过可编程逻辑器件设计逻辑电路。本章重点介绍了使用设计只读存储器方法来设计组合逻辑电路和时序逻辑电路的原理，以及PLA、PAL、GAL等可编程逻辑器件的结构和使用原理。 首先，我们了解到存储器是数字系统中保存信息的重要部件。随着大规模集成电路的发展，半导体存储器具有集成度高、速度快、功耗小、价格低等优点，因而被广泛应用于各种数字系统中。半导体存储器按照功能可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM两大类。 随机存取存储器（RAM）是一种既可以读出又可以写入的存储器。它的主要特点是可以根据地址读写任意数据，读取速度快，适用于需要频繁读写数据的场合。在RAM中，数据是以位组（bit）或字组（byte）的形式进行存储和读取的。 只读存储器（ROM）是一种只能读取不能写入的存储器。ROM中的内容在制造时被固化，无法修改。ROM的特点是可以根据地址进行读取，但不可以对其中的数据进行写入操作，适用于存储固定数据的场合。在ROM中，数据是以位组的形式存储和读取的。 在本章的后续内容中，我们将重点介绍可编程只读存储器（PROM）的原理和应用。PROM是一种特殊的ROM，它的存储内容可以通过编程来实现，因此可以根据需要对存储器进行编程和修改。PROM的编程方式比较简单，主要通过烧写电路将数据写入其中，一旦写入后就不可修改。PROM在数字系统中被广泛应用于存储程序和数据等信息。 其中，我们将着重介绍可编程逻辑阵列（PLA）和可编程阵列逻辑（PAL）的原理和应用。PLA是一种将AND阵列、OR阵列和可编程方式结合在一起的可编程逻辑器件。它采用了编程存储器的方式，通过编程来实现功能的定义和修改。PLA的结构简单，但可以实现复杂的逻辑功能，适用于中等规模的逻辑设计。 PAL是一种结合了AND阵列和OR阵列的可编程逻辑器件。与PLA相比，PAL在编程方式上有所不同，它以片内可编程连接方式实现逻辑功能的定义和修改。PAL的编程方式相对简单，逻辑门的连线由器件内部的可编程连接矩阵进行控制。PAL在实际应用中更常见，适用于小规模的逻辑设计。 此外，我们还将介绍通用阵列逻辑（GAL）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的原理和应用。GAL是一种将PLA和PAL结合在一起的可编程逻辑器件，它具有更高的逻辑密度和更灵活的编程方式。GAL可以实现复杂的逻辑功能，适用于较大规模的逻辑设计。 CPLD是一种较为复杂的可编程逻辑器件，它由多个PAL和可编程连线组成，具有更高的逻辑密度和更强大的逻辑功能。CPLD的编程方式相对复杂，需要通过软件工具进行设计和编程。CPLD在大规模集成电路的数字系统中被广泛应用。 总的来说，本章重点介绍了可编程逻辑器件在数字系统中的应用。通过使用可编程逻辑器件，我们可以实现灵活、高效、可靠的数字系统设计。同时，我们还介绍了可编程只读存储器、PLA、PAL、GAL和CPLD等可编程逻辑器件的原理和应用。这些可编程逻辑器件在数字系统的设计和实现中起到了重要的作用，使得数字系统具备了更高的集成度、更快的运行速度和更低的功耗，大大提高了系统的性能和可靠性。