2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路逻辑器件及其应用

1 电路逻辑器件及其应用 电路逻辑器件及其应用 数字集成电路按其用途可分为 通用集成电路：它们一般功能单一，规模较小，74/54系列TTL器件和C4000系列CMOS器件均属通用集成电路。 专用集成电路(简称ASIC)：专门为某一应用领域或为专门用 户需要而设计、制造的 LSI、VLSI电路，它可将某些专用电路 或电子系统设计在一块芯片上，构成单片集成系统。ASIC又分为全定制、半定制产品 。 ASIC (Application-specific Integrated Circuit） MC14433构成的数字电压表 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 半定制：半定制电路是先由IC制造商制成标准的半成品，再按照用户的要求对半成品进行加工，实现特定的功能。半定制电路在半成品中已集成了大量的具有一定逻辑功能的模块，但模块之间的连线不确定，按用户要求进行后加工时才确定各模块间的连接关系，从而得到所需的电路。 全定制：全定制和定制电路是按用户要求，专门设计和生产的芯片，由于设计和试制费用高，这种电路一般只用在大批量生产的产品中。 可编程逻辑器件(PLD)：PLD是使用最为广泛的一种半定制电路,芯片由制造厂生产，但用户可借用设计自动化软件和编程器自行设计和编程，可以反复编程实现数字系统。可编程器件适合用户进行产品研制和开发。 PLD(Programmable Logic Device) 半定制电路分类： 简单可编程逻辑器件（SPLD，Simple PLD )： 电路结构较简单、规模较小（一般在一千门以下）， SPLD包括PROM、PLA、PAL、GAL。 复杂可编程器件（CPLD，Complex PLD）： 一千门以上的可编程器件。 现场可编程门阵列（FPGA，Field Programmable GateArray)：与PLD属于不同的分支，它是门阵列与可编程相结合的产物，与CPLD具有不同的电路结构。 高密度可编程器件（HDPLD ，High Density PLD） CPLD和FPGA统称为HDPLD 用PLD实现数字系统的优点： 1、高密度 2、工作速度高 3、在线可编程技术 isp 4、设计工具不断完善 §7-1 PLD的基本原理 §7-2 简单可编程逻辑器件 用PLD实现数字系统的基本过程： 7-1-1 PLD的基本组成 7-1-2 PLD的编程 7-1-3 阵列结构 7-1-4 PLD中阵列的表示方法 §7-1 PLD的基本原理 7-1-1 PLD的基本组成 组合逻辑常用与或式表示，PLD的核心结构为“与门阵列＋或门阵列” PLD的核心结构 7-1-2 PLD的编程 PLD 一次性编程 可重复编程 紫外线可擦除 电可擦除 ｛ ｛ 最早的PLD——PROM，以及PLA和PAL，采用的都是熔丝编程方法，按要求烧断某些熔丝，以满足输出函数的要求。这种编程方式属一次性编程（One Time Programming，简称OTP）。 7-1-3 阵列结构 PLD的与阵和或阵常用三极管（TTL）或场效应管（MOS）组成。 阵列图 阵列图用来描述PLD 中由与、或阵列所构成的逻辑电路。阵列图的一般表示形式是将上述输入缓冲器、与门和或门的描述方法组合起来。 PLD阵列的表示方法 ����������� � � ��������GA��� ������SoG��� ����������������PLD��� � � HDPLD� SPLD� � � � CPLD� FPGA� � � � � � PROM� PLA� PAL� GAL� ���� ����� ��������� ���� ����� ���� ����� � � � � ����� ���� � �������� � ����� ������� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � A� B� F1� F2� F3� A� A