7、可编程逻辑设备（PLDs）的设计与应用

可编程逻辑设备（PLDs）的设计与应用

1. 可编程逻辑设备（PLDs）的介绍

可编程逻辑设备（PLDs）是一类集成电路，它们能够在制造后通过编程来实现特定的逻辑功能。PLDs在嵌入式系统设计中扮演着至关重要的角色，因为它们不仅能够简化设计流程，还可以提高系统的灵活性和可靠性。常见的PLD类型包括熔丝链接、EPROM、EEPROM和RAM存储技术。这些技术各有特点，适用于不同类型的应用场景。

熔丝链接PLDs

熔丝链接PLDs由一系列熔丝组成，这些熔丝在芯片内部的输入和逻辑门之间建立连接。当芯片被编程时，不需要的熔丝会被切断，留下所需的连接。熔丝链接设备使用双极型逻辑实现，因此功耗较大。由于熔丝只能使用一次，这种设备不适合频繁更新设计的应用。

EPROM、EEPROM和RAM存储技术

可擦除可编程只读存储器（EPROM）和电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）提供了多次编程的能力，适用于开发和测试阶段。RAM存储技术则用于实现动态可编程逻辑，适用于需要频繁更新逻辑功能的应用。这些技术使得PLDs更加灵活和高效。

2. 可编程逻辑设备的架构

PLDs的内部结构决定了它们的工作原理和适用范围。最早的PLD形式是可编程逻辑阵列（PLA），它由可编程的与门阵列和或门阵列组成。PLA允许实现任意的与-或逻辑函数，但在输入数量增加时，效率会显著下降。

可编程阵列逻辑（PAL）

可编程阵列逻辑（PAL）是PLA的一种变体，它由可编程的与门阵列和工厂定义的或门阵列组成。PAL的架构允许更有效的利用芯片资源，编程也更加简单。许多内存编程器也可以用来编程PAL，这