可编程逻辑器件：从PLD到FPGA的演进

"本资源为计算机结构与逻辑设计的相关章节，主要聚焦于可编程逻辑器件（PLD），包括其概述、发展与分类，以及具体的器件类型如FPLA、PAL等，并介绍了这些器件的逻辑图符号和应用实例。" 本文档详细介绍了可编程逻辑器件（PLD）的基本特点和发展历程。PLD是一种通用型数字集成电路，其逻辑功能由用户通过编程进行设定，具有高度的灵活性。PLD的历史始于PROM，随后发展出多种类型的器件，如FPLA（现场可编程逻辑阵列）、PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）、EPLD（可擦除的可编程逻辑器件）、FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）。其中，ISP-PLD是能够在系统中进行编程的器件，提供了更多的设计便利。 在PLD的工作原理上，文件提到了可编程“接通”单元和“断开”单元。前者允许用户通过编程实现逻辑连接，而后者则可以通过编程设置为断开状态，这种特性使得PLD能够适应各种不同的逻辑功能需求。 文档还深入讨论了逻辑图符号，例如互补输出的缓冲器和三态输出的缓冲器，这些都是在LSI（大规模集成电路）中常见的逻辑表示方法。接着，文章详细阐述了FPLA和PAL这两种PLD的具体结构和工作方式。FPLA由可编程的“或”阵列和“与”阵列组成，适用于组合电路和时序电路的设计。而PAL则结合了可编程“与”阵列、固定“或”阵列和输出电路，通常以最简单的形式出现。 对于PAL，文档进一步解释了其编程单元和输出电路结构。出厂时，所有交叉点的熔丝都被编程，以定义所需的逻辑功能。输出电路可以是专用输出、可编程输入/输出、寄存器输出、异或输出或运算反馈结构，分别用于不同类型的逻辑电路设计，如组合逻辑、时序逻辑和总线连接。 这个章节为读者提供了一个全面的视角，理解PLD的基础概念、分类、工作原理以及实际应用，对于学习和掌握计算机结构与逻辑设计的读者来说是一份宝贵的参考资料。