可编程逻辑器件(PLD)

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一、二极管构成的熔丝型可编程门阵列

一个逻辑问题可以用简化的“与或”表达式描述,因此,只要设想用一个能产生各种“与”项的“与阵列”和一个能将各“与”项实现相“或”的“或阵列”组合起来,就能设计各种逻辑电路了。下图是用二极管和熔丝实现编程的“与”阵和“或”阵电路。

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在未编程前,熔丝相当于短路(熔丝用低熔点的材料制成)。与阵列输出:可编程逻辑器件(PLD);或阵列输出:可编程逻辑器件(PLD)

如何实现编程:对与阵,只需将和二极管正极端连的熔丝接地,然后加上编程电压(电源5V时,编程电压为25V),此时,相应熔丝将流过比正常电流大得多的电流而被熔断,其它保留。对或阵,将和二极管负极端连的熔丝接正电源,将熔丝熔断。

可编程逻辑器件(PLD)

如将与阵中的1#,4#,5#熔丝熔断,则与阵输出可编程逻辑器件(PLD)。由于电路有6根熔丝,所以一共有26=64种编程状态,可生成64个与项(乘积项)。在或阵中,如将2#熔丝熔断,则编程后的输出Z为:可编程逻辑器件(PLD)。说明它有8种编程状态,产生8种或项。通常,可编程与门的输入变量可多达几十个,或门阵列的输入变量有八个以上。为了方便,这时的逻辑表示方法用下面的PLD表示法。

可编程逻辑器件(PLD) 可编程逻辑器件(PLD)

可编程逻辑器件(PLD)在门的输入线与输入项的交叉处,有“可编程逻辑器件(PLD)”时表示硬连接;有“×”时表示编程连接;没有符号表示无连接。

另外,在PLD中通常大量使用具有互补输出的缓冲器,以增加输入的驱动能力。

将多个PLD与、或门组合起来就成了PLD的与阵列和或阵列。用来产生各种各样的“与—或”函数式,然后实现各种逻辑电路。

例如,要实现可编程逻辑器件(PLD)两个逻辑函数时,可编程与、或阵列如图所示:

可编程逻辑器件(PLD)

二、用可编程与或阵列实现逻辑函数

例:用与—或阵列实现三个一位二进制数相加的加法运算电路。令输入为:可编程逻辑器件(PLD),结果为:可编程逻辑器件(PLD)可编程逻辑器件(PLD)

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化简后表达式为:可编程逻辑器件(PLD)可编程逻辑器件(PLD)

由逻辑式得可编程与或阵列电路图如下:

可编程逻辑器件(PLD)

附:其它种类的集成逻辑门电路

一、IIL(I2L:Integrated Injaction Logic),集成注入逻辑门电路

特点:以多集电极管为基础,其特点是集成度很高,功耗很低,逻辑摆幅小(0.3—0.7V)器件仍工作在饱和区和截止区,开关速度不是很高。

二、ECL(Emitter Coupled Logic)逻辑门电路,发射极耦合逻辑门电路

特点:器件工作在放大区,不进入饱和区和截止区,所以,开关速度快,是目前最快的一种逻辑电路。它以或逻辑结构实现各种逻辑电路。

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