簡單可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程邏輯器件（簡稱PLD）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中扮演著越來越重要的角色。它們具有靈活性高、編程性強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜和定制的數(shù)字電路中。

一、什么是簡單可編程邏輯器件

簡單可編程邏輯器件，是指結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、功能較為基礎(chǔ)的PLD。相比復(fù)雜的FPGA或CPLD，它們適合處理一些邏輯組合任務(wù)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、配置簡單、成本低廉的特點(diǎn)。

二、基本組成部分

簡單可編程邏輯器件的基本結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分組成：

1. 可編程邏輯單元（PLU）或邏輯陣列

作用：是器件的核心，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)各種邏輯函數(shù)。

結(jié)構(gòu)：通常由若干基本的邏輯單元（如查找表、與非門陣列等）組成，可以通過編程配置實(shí)現(xiàn)預(yù)定的邏輯功能。

2. 可編程互連線

作用：連接各個(gè)邏輯單元，構(gòu)建復(fù)雜邏輯電路。

特點(diǎn)：可以被用戶在編程時(shí)配置，實(shí)現(xiàn)不同的信號(hào)路徑。

3. 輸入/輸出接口

作用：接入外部信號(hào)，輸出電路結(jié)果。

功能：配置電平、驅(qū)動(dòng)能力，確保外部連接正常工作。

4. 配置存儲(chǔ)器

作用：存儲(chǔ)用戶的邏輯配置數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)：一般采用熔絲陣列、EPROM或閃存等存儲(chǔ)方式。

特點(diǎn)：一旦配置完成，存儲(chǔ)器保存所有連接和邏輯安排。

5. 控制電路

作用：管理配置加載、編程和運(yùn)行狀態(tài)。

功能：確保在上電或編程時(shí)正確加載配置信息。

三、工作流程簡述

設(shè)計(jì)邏輯功能：用硬件描述語言（如VHDL或Verilog）或圖形配置工具設(shè)計(jì)電路。

編程配置存儲(chǔ)器：將設(shè)計(jì)的邏輯信息寫入存儲(chǔ)器中。

加載配置：通電時(shí)，存儲(chǔ)的配置被加載到邏輯陣列和互連線路，完成邏輯功能的實(shí)現(xiàn)。

實(shí)現(xiàn)功能：輸入信號(hào)經(jīng)過配置后的邏輯陣列處理，輸出結(jié)果。

四、特點(diǎn)總結(jié)

靈活性：可以根據(jù)不同需求重新編程。

結(jié)構(gòu)簡單：適合基礎(chǔ)邏輯實(shí)現(xiàn)，易于理解和操作。

成本低廉：適合小規(guī)模或定制化應(yīng)用。

應(yīng)用廣泛：適合數(shù)字電路中的定制邏輯、接口電路等。

簡單可編程邏輯器件以其靈活、經(jīng)濟(jì)、易于使用的優(yōu)勢(shì)，在電子設(shè)計(jì)中占據(jù)重要位置。