可编程逻辑器件

1.常用工艺参数2.PROM (Programmable Read Only Memory)3.PAL (Programmable Array Logic)4.PLA(Programmable Logic Array)5.现场可编程逻辑器件FPGA

1.常用工艺参数

●扇入：一个门的输入变量数

●扇出：一个门的输出能驱动的标准负载（门）数

●噪声容限：在不使门输出产生非预期改变的情况下，正常输入允许叠加的最大的外部噪声电压

●功耗：门所消耗的功率

●传播延迟：信号发生变化从输入传播到输出所需要的时间

●跳变时间：输出信号从 H 变为 L，或从 L 变为 H 所需要的时间 tHL 或 tLH

●门的成本：集成电路中门所占的成本

2.PROM (Programmable Read Only Memory)

●由一个固定的与门阵列和一个可编程的或门阵列组成，即与项固定，或项（与项个数 ）可变

●上图中的A0-A7每一个输出都由译码器得来，能实现任意一个最多5变量的输出。

3.PAL (Programmable Array Logic)

●可编程阵列逻辑PAL：由一个可编程的与门阵列和一个固定的或门阵列组成，即与项可变，或项（与项个数）固定。

●每一个与门可生成任意与项

X=A+BCD,Y=A’B+CD+B’D’,W=ABC’+A’B’CD’

●有些输出可以返回作为输入，以便构成多级电路

Z=W+AC’D’+A’B’C’D

●与PROM不一样，PAL可以实现一些有很多个变量的函数。

4.PLA(Programmable Logic Array)

●由均可编程的与门阵列和或门阵列组成，即与项、或项均可变，应用灵活。

F1=(AB’+AC+A’BC’)⊕0=AB’+AC+A’BC’

F2=(AC+BC)⊕1=(AC+BC)’

●例：用上图所示的3输入2输出4乘积项的PLA实现下列函数。

如图，如果都用正逻辑实现，则需要用5个最小项函数，而该PLA最多能提供4个最小项函数（4个乘积项），所以需要将最小项个数减少。

当F1和F2都用负逻辑实现时，最小项的个数减少到了4个，可以通过该PLA实现。

此处用负逻辑实现的F1,F2并非最简形式，使用可编程逻辑器件来实现逻辑电路要充分利用器件自身的结构特征，函数化简已经变得不那么重要，能够实现才是最重要的。

5.现场可编程逻辑器件FPGA

●可编程逻辑块：由组合逻辑和时序逻辑构成。

●组合逻辑用查找表（Look-Up Table, LUT）实现，相当于多路复用器。

●一个逻辑块的例子

1).组成：

a.一对2输入查找表，用来实现组合功能。

b.一个触发器用来实现存储功能。

c.一个1位全加器，用来实现1位加法。

d.一组共4个多路开关(MUX1,2,3,4)决定输出结果。

2).配置位：有11个配置位控制着整个FPGA。

a.标号为0到7的8个配置位就是两个4-1多路复用器的数据输入。

b.配置位8决定是否要把变量c考虑进来。

c.配置位9决定该逻辑块是否要实现加法运算。

d.配置位10决定该电路是组合电路还是时序电路。