什么是陣列邏輯電路
什么是陣列邏輯電路
陣列邏輯電路的特點: 邏輯元件在硅片上以陣列形式排列,芯片面積小、用戶自編程、設計方便。
典型的陣列邏輯電路有:
RAM 讀/寫存儲器,可按單元地址進行數據的存入與取出,又稱隨機存儲器。
ROM 只讀存儲器,即只能讀出而不能寫入的存儲器。它是由地址譯碼器和存儲單元體組成,存儲單元體中的內容用戶可以事先決定(用戶可編程),而地址譯碼器是用戶不可編程的。
PLA 可編程序邏輯陣列,是ROM的變種,它的存儲單元體和地址譯碼器都是用戶可編程的。
PAL 可編程序陣列邏輯可編程序陣列邏輯,也是ROM的變種,它的存儲單元體不可編程,而地址譯碼器是用戶可編程的。
GAL 通用陣列邏輯,是一種比PLA和PAL功能更強的陣列邏輯電路。
PGA 可編程門陣列,是一種邏輯功能很強的陣列邏輯電路,可根據用戶需要對門陣列中的門電路進行互連,以實現所需的邏輯功能。
PMA 可編程宏單元陣列,是一種比PGA功能更強、集成度更高的陣列電路,在芯片上排列成陣列的除門電路以外還有觸發器、加法器、寄存器以及ALU等。
PLD 可編程序邏輯器件,是將除了RAM以外的陣列邏輯電路統稱為PLD。
一、ROM
1.基本概念
字:由計算機一次可處理的若干二進制位組成的序列。
存儲單元內容: 存儲單元中存放的二進制信息。
地址:存儲單元的編號。
2.ROM的組成: 主要由存儲單元體和地址譯碼器組成。
W0 、W1、…W15稱為字線
讀出線連接各存儲單元的各位,因此又稱為位線。
3.ROM的工作原理: 地址譯碼器根據輸入地址選擇某條輸出(稱字線),由它再去驅動該字線的各位線,
以便讀出字線上各存儲單元的內容。如圖P37,容量為8×4ROM,保存熔絲表示存入的是“0”,熔斷熔絲表
示存入是“1”。
片選信號 CS=1時,ROM被禁止; CS=0時,ROM工作。
地址譯碼器是“與”門的組合,它的輸出是全部地址的最小項,是不可編程的。
存儲單元體是“或”門的組合, “或”的內容可由用戶設置,因此是可編程的。
4.容量較大ROM的結構: 為簡化地址譯碼器結構,可設置數據選擇器如圖P36,512 ×4 ROM結構的存儲結構不是排成512 ×4 ,而排成64 ×32的存儲結構。
5.利用ROM實現多變量多輸出的組合邏輯函數方法是:
(1)把函數的自變量的輸入作為ROM的地址輸入,把函數的輸出作為ROM的輸出。
(2)把真值表作為ROM的存儲內容。
(3) ROM的輸出就是該組合邏輯函數。
6. ROM的分類:
PROM 可編程序只讀存儲器,由用戶寫入信息,隨后存儲內容不能修改。
EPROM 可改寫ROM,由用戶寫入信息后,還可用紫外線照射進行擦除,再由用戶寫入新信息。
EEPROM 功能如同EPROM,但是是用電擦除。
MROM 掩模型只讀存儲器,由制造廠根據用戶事先提供的內容來設計光刻掩模板。
二、PLA(可編程序邏輯陣列)
1.PLA是一種特殊的ROM,它用較少的存儲單元就能存儲大量的信息。下面通過P38上的例子把一張信息表存
入PLA 的過程來說明它的原理.由以上可知,PLA由兩部分組成.上半部分是一個形成P項的二極管“與”陣列
(即譯碼陣列),它和ROM的譯碼器相當,9條P線稱為PLA的字線;下半部分是形成輸出F的三極管“或”陣列(即
存儲陣列),它相當于ROM的存儲矩陣.“或”矩陣容量只需9*8.可見用PLA表存儲信息,它所需存儲容量往往
要比ROM小.
2.PLA的特點:
(1)PLA有一個地址譯碼器(即“與”陣列),是一個非完全譯碼器.
(2)PLA中一個地址可以同時讀出兩個或兩個以上字,此外,多個地址能訪問同一個P項.
(3)PLA中存儲信息是經過化簡、壓縮后裝入的.
三.可編程序陣列邏輯PAL
PAL的“與”陣列是可編程的,“或”陣列是不可編程的.
四.通用陣列邏輯GAL
通用陣列邏輯(GAL)器件是一咎可用電擦除的,可重復編程的高速PLD.它與PAL器件的主要區別在于:
(1)GAL采用可用電擦除 CMOS工藝;
(2)PAL器件的應用局限性較大,而GAL的輸出結構有一個輸出邏輯宏單元(OLMC).
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