可編程邏輯器ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 11:10本頁面
【正文】 膜編程 ROM（ 簡稱 MROM） ： 存放的內(nèi)容是由生產(chǎn)廠家在芯片制造時(shí)利用掩膜技術(shù)寫入的 。 用戶可編程 ROM（ 簡稱 PROM） ： 存放的內(nèi)容是由用戶根據(jù)需要在編程設(shè)備上寫入的 。 二 . 可編程 ROM的結(jié)構(gòu) PROM的邏輯結(jié)構(gòu) PROM的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示 ， 它主要由地址譯碼器和存儲體兩大部分組成 。 存儲體的結(jié)構(gòu)示意圖如下： 從邏輯器件的角度理解 ， PROM是由一個(gè)固定連接的與門陣列和一個(gè)可編程連接的或門陣列所構(gòu)成的組合邏輯電路 。 圖中 ， 與門陣列構(gòu)成一個(gè) 3變量全譯碼器 ， 即 8個(gè)與門產(chǎn)生 3變量的 8個(gè)最小項(xiàng)；或門陣列的 3個(gè)或門用來將相應(yīng)的最小項(xiàng)相“ 或 ” 構(gòu)成 3個(gè)指定的邏輯函數(shù) 。 畫陣列圖時(shí) ， 將 PROM中的每個(gè)與門和或門都簡化成一根線 。 圖中虛線上面 6根水平線分別表示輸入線 A、 、 B、 、C 、 。 三 . PROM的類型 根據(jù)存儲元電路構(gòu)造的不同 ， PROM有如下幾種常用的類型 。 這種編程只能進(jìn)行一次 ， 一旦編程完畢 ， 其內(nèi)容便不能再改變 。 (2) 可抹可編程 ROM(EPROM) EPROM不僅可由用戶編程存放指定的信息 ， 而且可由用戶通過專用的紫外線燈照射芯片上的受光窗口 ， 將原存儲內(nèi)容抹去 ， 再寫入新的內(nèi)容 。 EPROM的存儲元通常采用 浮柵雪崩注入 MOS電路 ， 簡稱FAMOS管 ， 或者 疊柵雪崩注入 MOS電路 ， 簡稱 SIMOS管 。 (3) 電可抹可編程 ROM(EEPROM) EEPROM的結(jié)構(gòu)與 EPROM相似 ， 但 EEPROM在浮柵上增加了一個(gè)遂道二極管 ， 編程時(shí)可使電荷通過它流向浮柵 ， 而擦除時(shí)可使電荷通過它流走 ， 即擦除和編程均用電完成 。 目前 ， EPROM和EEPROM的應(yīng)用均十分廣泛 。 快閃存儲器自問世以來 ， 以其集成度高 、 容量大 、 成本低和使用方便等優(yōu)點(diǎn)而備受歡迎 ， 其應(yīng)用越來越廣泛 。 采用 PROM進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)時(shí) ， 只需首先根據(jù)邏輯要求列出真值表 ， 把真值表的輸入作為 PROM的輸入 ， 然后根據(jù)邏輯函數(shù)值確定對 PROM“或 ” 陣列進(jìn)行編程的代碼 ， 畫出相應(yīng)的陣列圖即可 。 解 設(shè) 4位二進(jìn)制碼為 B B B B0， 4位 Gray碼為 G GG G0， 其真值表如下表所示 。 根據(jù)真值表可畫出該電路的陣列圖如下圖所示 。 例 2 用 PROM設(shè)計(jì)一個(gè) Π 發(fā)生器 ， 其輸入為 4 位二進(jìn)制碼 ，輸出為 8421碼 。 解 根據(jù)題意 ， 可用一個(gè) 4位同步計(jì)數(shù)器控制 PROM的地址輸入端 ， 使其地址碼按 4位二進(jìn)制碼遞增的順序進(jìn)行周期性地變化 ， 以便對所有存儲單元逐個(gè)進(jìn)行訪問 ， 存儲單元中依次存放 π 的值 ， 輸出則為 π 的 8421碼 。 可編程邏輯陣列 PLA 從實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的角度看 ， 對于大多數(shù)邏輯函數(shù)而言 ， 并不需要使用全部最小項(xiàng) ， 尤其對于包含約束條件的邏輯函數(shù) ，許多最小項(xiàng)是不可能出現(xiàn)的 。 因此 ， PROM的 “ 與 ” 陣列沒有獲得充分利用 ， 使得芯片面積造成浪費(fèi) 。 一 . PLA邏輯結(jié)構(gòu) 由一個(gè) “ 與 ” 陣列和一個(gè) “ 或 ” 陣列構(gòu)成 ， “ 與 ” 陣列和 “ 或 ” 陣列都是可編程的 。 在 PLA中 ， n個(gè)輸入變量的 “ 與 ” 陣列通過編程提供需要的 P個(gè) “ 與 ” 項(xiàng) ， “ 或 ” 陣列通過編程形成 “ 與 或 ” 函數(shù)式 。 PLA的存儲容量不僅與輸入變量個(gè)數(shù)和輸出端個(gè)數(shù)有關(guān) ， 而且還和它的 “ 與 ” 項(xiàng)數(shù) (即與門數(shù) )有關(guān) ， 存儲容量用輸入變量數(shù)(n)、 與項(xiàng)數(shù) (p)、 輸出端數(shù) (m)來表示 。 目前常見的有容量為 16—48—8和 14—96—8等 PLA器件 。相對 PROM而言 ， PLA更靈活 、 更經(jīng)濟(jì) 、 結(jié)構(gòu)更簡單 。 例 用 PLA設(shè)計(jì)一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換電路 ， 將一位十進(jìn)制數(shù)的 8421碼轉(zhuǎn)換成余 3碼 。 8421碼 A B C D 余 3碼 W X Y Z 8421碼 A B C D 余 3碼 W X Y Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d d 根據(jù)真值表寫出函數(shù)表達(dá)式 ， 并按照多輸出函數(shù)化簡法則用卡諾圖進(jìn)行化簡 ， 可得到最簡 “ 與 或 ” 表達(dá)式如下： DZDCCDYDCBDBCBXBDBCAW????????? 由此可見 ， 全部輸出函數(shù)只包含 9個(gè)不同“ 與 ” 項(xiàng) ， 所以 ， 該代碼轉(zhuǎn)換電路可用一個(gè)容量為 4 —9—4的 PLA實(shí)現(xiàn) ，其陣列圖如圖所示 。 它相對于PROM而言 ， 使用更靈活 ， 且易于完成多種邏輯功能 ，同時(shí)又比 PLA工藝簡單 ， 易于實(shí)現(xiàn) 。 圖 (a)給出了一個(gè)三 輸入三輸出 PAL的邏輯結(jié)構(gòu)圖 ，通常將其表示成圖 (b)所示形式 。 一般 PAL器件可為每個(gè)輸出提供 8個(gè) “ 與 ” 項(xiàng) ， 使用這種器件能很好地完成各種常用邏輯電路的設(shè)計(jì) 。 從 PAL問世至今 ， 大約已生產(chǎn)出幾十種不同的產(chǎn)品 ， 按其輸出和反饋結(jié)構(gòu) ， 大致可將其分為 5種基本類型 。 典型產(chǎn)品有PAL10H8(10 個(gè)輸入 ， 8 個(gè) 輸 出 ， 輸 出 高 電 平 有 效 ) ，PAL12L6(12個(gè)輸入 ， 6個(gè)輸出 ， 輸出低電平有效 )等 。 該類 PAL器件典型產(chǎn)品有 PAL16L8(10 個(gè)輸入 ，8個(gè)輸出 ， 6個(gè)反饋輸入 )以及 PAL20L10(12個(gè)輸入 ， 10個(gè)輸
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