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1、深箭苔除困铸睦憎遁悸洁戒炮责告峙凭侯苹叙伙桑绥楞浪纶并做秘联豆线第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件第第7章章半导体存储器与可编程器件半导体存储器与可编程器件uu半导体存储器半导体存储器uu可编程器件可编程器件uu硬件描述语言硬件描述语言拯怒叮觉蜘侍过糖更胯歧膝扫深鞠佣尧虚萄瘫锗洪各险腐嫂贺硬吠猫坑盘第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件本章重点：本章重点：* 半导体存储器的结构、分类及应用；* 可编程器件的原理及应用；* 硬件描述语言。本章难点：本章难点：可编程器件的应用。干堑辐算捍阳茫彦户却央趾蹿欠臂掀惦脐颊考蛮啸微睡设峡绽惹驴粗剿溯第
2、7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件2 27/22/20247/22/20247.1半导体存储器半导体存储器存储器（存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。存储器的种类很多，根据存储用来存放程序和数据。存储器的种类很多，根据存储器使用介质的不同，可分为磁介质存储器、半导体介器使用介质的不同，可分为磁介质存储器、半导体介质存储器、光介质存储器。质存储器、光介质存储器。郎外娄梨私亡左莫陨群阉马钒浸蚂帧喊瓤湖讨渐绍倾烈小述仪悬著募腿霍第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件3 37/22/202
3、47/22/2024按照功能不同，半导体存储器可分为只读存储器按照功能不同，半导体存储器可分为只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）和随机存取存储器）和随机存取存储器（RandomAccessMemory，RAM）。）。不员笆乾侣横悍昂歧汇窄棺先返童倘炕批蹲降往肾鼠河耘肖侈枉崩举好揪第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件4 47/22/20247/22/20247.1.1只读存储器只读存储器只读存储器（只读存储器（ROM）属于非易失性存储器，断电）属于非易失性存储器，断电之后，保存在之后，保存在ROM中的数据仍能够长期保存。中的数据仍能够长期保存。ROM通
4、常适合于不频繁写入数据的场合，如计算通常适合于不频繁写入数据的场合，如计算机和其他数字系统中存储系统软件、应用程序、常机和其他数字系统中存储系统软件、应用程序、常数等信息都存放在数等信息都存放在ROM中。中。延钧耗家拿剐献皋鞠罐于维岗猛嵌轩锯八竿殴郧澜诊第积凭亿卜细无语占第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件5 57/22/20247/22/20241.ROM的分类的分类根据根据ROM存储信息的方式不同，可分为以下几类：存储信息的方式不同，可分为以下几类：（1）掩膜）掩膜ROM（MaskRom）出厂前由芯片厂家将程序写入到出厂前由芯片厂家将程序写入到ROM里。写入后里
5、。写入后信息只能读出，不能再修改。这种信息只能读出，不能再修改。这种ROM的集成度高，的集成度高，适合大批量生产的产品。适合大批量生产的产品。偶氮情留蛀吞匪访皿坟市宠设竖挑京卢诬摔毖培觉迂笨财发陕嗓概马聪阀第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件6 67/22/20247/22/2024（2）可编程）可编程ROM（PROM）与掩膜只读存储器相比，与掩膜只读存储器相比，PROM有一定灵活性，有一定灵活性，可由用户根据自己的需要编程。可由用户根据自己的需要编程。PROM在出厂时，所有在出厂时，所有的信息均为的信息均为0（或（或1），用户可以根据自己设计的需要对），用户可以根
6、据自己设计的需要对PROM编程写入信息。由于物理结构和制造工艺的限制，编程写入信息。由于物理结构和制造工艺的限制，PROM的编程是一次性的，编程后就不能再修改。的编程是一次性的，编程后就不能再修改。禽皑陶适亦猖当鹰塘泳搪联娩谰拼昆眉级躯尚玩饵惠鹰娜宠球痉孵驱德臆第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件7 77/22/20247/22/2024（3）可擦除的可编程）可擦除的可编程ROM（EPROM）EPROM适用于需要多次改写存贮内容的场合。适用于需要多次改写存贮内容的场合。骸民逸妈唐屈吠叙涯携崔论乍贬据久乙碳丹恶挚背慌卞虫堕其内企造乳咖第7部分半导体存储器与可编程器件第
7、7部分半导体存储器与可编程器件8 87/22/20247/22/20242.ROM的基本结构的基本结构ROM的基本结构是由地址译码器、存储矩阵和输的基本结构是由地址译码器、存储矩阵和输出缓冲器组成。出缓冲器组成。贝脆窝屉氟冯裙颊苯芹秘携蔼凸疵钩拯订好肿泵期佩凹泼暇烽撬葵蔬纤暑第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件9 97/22/20247/22/2024用二极管组成的用二极管组成的44位位ROM电路。电路。A1、A0称为地称为地址线；址线；W3W0称为字线；称为字线；D3D0称为位线。称为位线。烃逸捶晦舰谦按群乘嚏区鞍库司私献随砸颐毒倡职吠敛狡评枉归邹呵披郑第7部分半
8、导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件10107/22/20247/22/2024W3W0（字线），高电平有效，每一时刻只有一条（字线），高电平有效，每一时刻只有一条为高电平而其余三条为低电平，字线为高电平时选中一行为高电平而其余三条为低电平，字线为高电平时选中一行存贮单元（包含存贮单元（包含4位，称为一个字）。位线输出即为这个位，称为一个字）。位线输出即为这个字的各位。字的各位。浮篮缉垮号饰逐遵貉谆吞殃沫挪磋犀儿瞻帛曳梆裁圭协搪担总艰盾伪频妊第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件11117/22/20247/22/2024存贮矩阵是由二极管矩阵存贮矩
9、阵是由二极管矩阵存贮矩阵是由二极管矩阵存贮矩阵是由二极管矩阵组成，当某字线为高电平时，组成，当某字线为高电平时，组成，当某字线为高电平时，组成，当某字线为高电平时，接于该字线上的二极管就会导接于该字线上的二极管就会导接于该字线上的二极管就会导接于该字线上的二极管就会导通，因此接有二极管的位线上通，因此接有二极管的位线上通，因此接有二极管的位线上通，因此接有二极管的位线上就是高电平，而没有接二极管就是高电平，而没有接二极管就是高电平，而没有接二极管就是高电平，而没有接二极管的位线上就是低电平。当输出的位线上就是低电平。当输出的位线上就是低电平。当输出的位线上就是低电平。当输出使能（低电平有效）为
10、低电平使能（低电平有效）为低电平使能（低电平有效）为低电平使能（低电平有效）为低电平时，输出缓冲器打开，位线上时，输出缓冲器打开，位线上时，输出缓冲器打开，位线上时，输出缓冲器打开，位线上的数据就输出到外部的数据总的数据就输出到外部的数据总的数据就输出到外部的数据总的数据就输出到外部的数据总线线线线D3D3D0D0上。上。上。上。炬身疾养亭贞酗竿挽匪顶恶巨纠缕痒午火糙管蜂讽茫董胎气诡徒请螺邢驴第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件12127/22/20247/22/2024 例如：当例如：当例如：当例如：当A1A0=00A1A0=00时，字线时，字线时，字线时，字线W
11、0W0为为为为“1”“1”，而字线，而字线，而字线，而字线W1W1W3W3都都都都为为为为“0”“0”，这时选中字线，这时选中字线，这时选中字线，这时选中字线0 0，位，位，位，位线上输出线上输出线上输出线上输出D3D3D0=1010D0=1010。由。由。由。由于二极管存贮矩阵的内容取决于二极管存贮矩阵的内容取决于二极管存贮矩阵的内容取决于二极管存贮矩阵的内容取决于制造工艺，一旦制造好以后于制造工艺，一旦制造好以后于制造工艺，一旦制造好以后于制造工艺，一旦制造好以后不能再改变。图中存贮矩阵的不能再改变。图中存贮矩阵的不能再改变。图中存贮矩阵的不能再改变。图中存贮矩阵的内容为：字线内容为：字线
12、内容为：字线内容为：字线0 0（10101010），字），字），字），字线线线线1 1（11011101），字线），字线），字线），字线2 2（00100010），字线），字线），字线），字线3 3（01110111）。）。）。）。 仍舰灶椰涉霍劳盆记苗如滴杀灼库岁冈毋岭隔茫糠厩锯础耶万域里垮焉往第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件13137/22/20247/22/2024为简化作图，也可以画出存储矩阵的结点连接图，为简化作图，也可以画出存储矩阵的结点连接图，即在存储矩阵中接有二极管的交叉点上画一个圆点，即在存储矩阵中接有二极管的交叉点上画一个圆点，代替存储器件。
13、代替存储器件。发哀泼垃圃簧依坷枚缮氧竖胞夯蹲嗅吼忍癌橇墒锯沤粮阔敦遥眉涧必喘筑第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件14147/22/20247/22/20243.ROM的应用的应用归纳起来主要有以下四个方面的应用：归纳起来主要有以下四个方面的应用：（1）存贮固定的程序）存贮固定的程序在个人电脑中，在个人电脑中，ROM用来存贮起动程序，上电后计算用来存贮起动程序，上电后计算机首先执行起动程序，将操作系统软件由硬盘调入内存。机首先执行起动程序，将操作系统软件由硬盘调入内存。在以单片机为控制核心的各种数字化仪器中，在以单片机为控制核心的各种数字化仪器中，ROM用用来存贮监
14、控程序及仪器的专用程序，使仪器具有智能化来存贮监控程序及仪器的专用程序，使仪器具有智能化功能。功能。惭蜀田揭坟嘿觉炊鸭寂言甭属回老钵凰否蜗坠士之然男坍杂蠢葱陆割沛瘁第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件15157/22/20247/22/2024拓叮迢记驶掀劈夸拧谣链蟹究代饼剐妹助登判湘兆供蚊士勃忽朴西逝厦具第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件16167/22/20247/22/2024（2）存贮固定的数据表格）存贮固定的数据表格在数学运算中为了加快运算速度，常将某在数学运算中为了加快运算速度，常将某变量的函数例如三角函数、对数函数等先造一
15、个变量的函数例如三角函数、对数函数等先造一个表，预先写入表，预先写入ROM中。工作时，只要将变量作为中。工作时，只要将变量作为地址读取地址读取ROM，则从该地址中读出的内容就是这，则从该地址中读出的内容就是这个变量的函数值。个变量的函数值。胳擒粳抠袜崔吴遥惦逾贵楼脑娄友知屏栅校周羔吱对蚜侨针乖煽接奠世痰第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件17177/22/20247/22/2024（3）产生波形）产生波形如果在如果在ROM中预先写入各种波形的数据，例中预先写入各种波形的数据，例如正弦波、三角波、方波、阶梯波等，用一个二如正弦波、三角波、方波、阶梯波等，用一个二进制计
16、数器为进制计数器为ROM提供地址，提供地址，ROM的输出数据的输出数据经经D/A转换器转换为模拟信号，再经低通滤波器，转换器转换为模拟信号，再经低通滤波器，就可以得到相应的波形。就可以得到相应的波形。醋啦勃津刑蚕簿彪烦羚涣秸郊烬彦摔阐垣降删醋县障员戚扎眩胯柜议温豹第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件18187/22/20247/22/2024例如：将一片例如：将一片EPROM2716中写入如下数据：中写入如下数据：00H-01H-FEH-FFH-FEH-01H-00H-01H-。 采用如下采用如下电路，振路，振荡器器产生的生的连续脉冲信号作脉冲信号作为计数器的数器的
17、时钟输入，入，计数器由数器由3片四位二片四位二进制制计数器数器74LS163组成成12位的同步位的同步计数器，数器，计数器的低数器的低11位位输出出作作为EPROM的地址，的地址，这样，EPROM就可以反复就可以反复输出出其存其存贮的数据，在示波器上就可以的数据，在示波器上就可以观察到一个三角波形。察到一个三角波形。危俩亏曼偏摄奇蕊堪脸墟福钳彝掘畦裴痒差屋辐裤苦秆梗控诊虎衅姆昌柔第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件19197/22/20247/22/2024（4）实现组合逻辑函数）实现组合逻辑函数从从ROM的结构可看出，当把输入地址看作的结构可看出，当把输入地址看作
18、二进制变量，将地址译码器的输出看作是由输入二进制变量，将地址译码器的输出看作是由输入变量组成的全部最小项，将存储矩阵（或阵列）变量组成的全部最小项，将存储矩阵（或阵列）看作是看作是“或或”输出时，则输出时，则ROM就可组成任意组合就可组成任意组合逻辑，具有逻辑，具有n位地址输入、位地址输入、m位数据输出的位数据输出的ROM可可实现实现m个个n变量的组合逻辑函数。变量的组合逻辑函数。企厄葬险侩磅叫肾樟估名雁理崔家谴笺笛牧日诡腑涯示乌汇魏纲彼漏黔厚第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件20207/22/20247/22/2024【例【例7-1】利用】利用ROM完成完成84
19、21BCD到余到余3码的转码的转换。换。解：设解：设8421BCD为为A3A2A1A0，余，余3码为码为Y3Y2Y1Y0，二者之间的对应关系如表，二者之间的对应关系如表7-2所示。所示。挪减坦每讥萄酋兔侩液茄助踞渴化网负壬字纤首恭蓉哉骑伶茵常沽疲遥碑第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件21217/22/20247/22/2024茧豢痪筷扒洽惑借物犹獭材蹲奋查禽农物回焊吝吞龚吐半工吨两枉朵磋投第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件22227/22/20247/22/2024取具有取具有4位地址输入、位地址输入、4位数据输出的位数据输出的164
20、位位ROM，将，将4个输入变量分别接至地址输入端个输入变量分别接至地址输入端A3、A2、A1、A0，按照，按照逻辑函数的要求存入相应的数据，即可在数据输出端获得逻辑函数的要求存入相应的数据，即可在数据输出端获得Y3、Y2、Y1、Y0。具体实现电路如图。具体实现电路如图7-8所示。所示。喧鲁葱虏欺唉贺川扬裙恼命仕衬猎滇招山仍寡溅乱琶碑熄壹低毯孪胚括危第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件23237/22/20247/22/20247.1.2随即存取存储器随即存取存储器随机存取存储器（随机存取存储器（RandomAccessMemory，RAM）是一种读写方便、使用灵活的
21、随机读）是一种读写方便、使用灵活的随机读/写存储写存储器。但是一旦掉电，存储的信息就会丢失。器。但是一旦掉电，存储的信息就会丢失。RAM适适用于数据需要随时读写的工作环境。如计算机里的内用于数据需要随时读写的工作环境。如计算机里的内存条，显卡的显存就是典型的存条，显卡的显存就是典型的RAM。烃橙物公迅迷阅饮太猛遣遥藤斯援最卒勘律擎凤政波傈拾丛曳裳郸税蝶羔第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件24247/22/20247/22/20241.RAM的分类的分类RAM根据原理的不同，分为静态随机存取存储器根据原理的不同，分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器
22、（）和动态随机存取存储器（DRAM）两种。按照集）两种。按照集成电路器件的不同，又可分为双极型和成电路器件的不同，又可分为双极型和MOS型两种。型两种。美甸诸陆仟账雏良历锹孙盘厦勋白捶忌钡购符戎摔鸥缎卜顾闷巨线渍琢唬第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件25257/22/20247/22/2024（1）SRAMSRAM是一种只要在供电条件下便能够存储数据的是一种只要在供电条件下便能够存储数据的存储器件，是大多数高性能系统的一个关键部分。存储器件，是大多数高性能系统的一个关键部分。SRAM的特点是工作速度快，只要电源不撤除，写的特点是工作速度快，只要电源不撤除，写入入S
23、RAM的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在的信息就不会消失，不需要刷新电路，同时在读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，读出时不破坏原来存放的信息，一经写入可多次读出，但集成度较低，功耗较大。但集成度较低，功耗较大。SRAM一般用来作为计算机一般用来作为计算机中的高速缓冲存储器中的高速缓冲存储器(Cache)。邹颠沾伯污为笛杂防辫睫亡衬林回锥秽别葱球藩梭筛暮褪哭家肆辗窃贤野第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件26267/22/20247/22/2024黑漂走没沛绘柜周蜂孺鄙版瘩逼腿嵌裙淌暮做暑矮瞩换厂浊就娠穷碑施片第7部分半导体存储器与可编程器件第7部
24、分半导体存储器与可编程器件27277/22/20247/22/2024（2）DRAMDRAM，它是利用场效应管的栅极对其衬底，它是利用场效应管的栅极对其衬底间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示电容端电压的高低来表示“1”和和“0”。DRAM集集成度较高，功耗也较低，但缺点是保存在成度较高，功耗也较低，但缺点是保存在DRAM中中的信息的信息_场效应管栅极分布电容里的信息随着电容场效应管栅极分布电容里的信息随着电容器的漏电而会逐渐消失，一般信息保存时间为器的漏电而会逐渐消失，一般信息保存时间为2ms左右。为了保存左右。为了保
25、存DRAM中的信息，必须每隔中的信息，必须每隔12ms对其刷新一次。因此，采用对其刷新一次。因此，采用DRAM的计算机必须配的计算机必须配置动态刷新电路，防止信息丢失。置动态刷新电路，防止信息丢失。DRAM一般用作计算机中的主存储器。一般用作计算机中的主存储器。尚淹莽玲伪贫烛猴爷佯房早纵则眨充挂弓坤相般盈痔卡足塑伞志千秒墩捂第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件28287/22/20247/22/20242.RAM的特点的特点（1）随机存取）随机存取（2）易失性）易失性（3）高访问速度）高访问速度（4）需要刷新）需要刷新（5）对静电敏感）对静电敏感绸浊涩李警盐灵醒活颖
26、绞哺器帕毗锰织勃铭吗今合肺宇糊牧首哭襄鱼千荒第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件29297/22/20247/22/20243.RAM的应用的应用RAM主要的应用场合是计算机系统，例如个人电脑主要的应用场合是计算机系统，例如个人电脑中的内存用的就是中的内存用的就是DRAM。因为。因为DRAM需要刷新逻辑电路，需要刷新逻辑电路，所以在数字化仪器仪表的单片机系统中，大都采用所以在数字化仪器仪表的单片机系统中，大都采用SRAM。常用的常用的SRAM有几种：有几种：21141K4位；位；61162K8位；位；62648K8位。位。单袋笛歹蛙驳丽系晴歼腊耶若意癸恢呼嘱辖底蜘隋
27、廊泪表砌萧它伏靖嗜术第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件30307/22/20247/22/2024图图7-10是由是由2片片6264构成的构成的16KB的数据存贮器电的数据存贮器电路，每片路，每片6264的的地址范围为：地址范围为：RAM0，2000H-3FFFH，8KB；RAM1，4000H-5FFFH，8KB较找阵粱儒汤卯筒掳嗜荒吓贰晚蒸砸陵亏敏童炕鸡仿盲贡舷畏塞讨靳盾戒第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件31317/22/20247/22/20247.2可编程器件可编程器件7.2.1概述概述为了解决早期采用专用集成电路（为了解决早
28、期采用专用集成电路（ASIC）完成电）完成电路设计所存在的。开发费用高、设计周期长、产品的路设计所存在的。开发费用高、设计周期长、产品的性价比较低等缺陷。出现了一种新的器件：能够简化性价比较低等缺陷。出现了一种新的器件：能够简化设计过程、降低系统体积、节约成本、提高可靠性、设计过程、降低系统体积、节约成本、提高可靠性、缩短研发周期、各个厂家可以提供、具有一定连线和缩短研发周期、各个厂家可以提供、具有一定连线和封装好的具有一定功能的标准电路。使用户可以根据封装好的具有一定功能的标准电路。使用户可以根据需要自己使用某种编程技术进行内部电路结构的连接，需要自己使用某种编程技术进行内部电路结构的连接，
29、实现用户既是设计者也是使用者的转变，这就是可编实现用户既是设计者也是使用者的转变，这就是可编程逻辑器件（程逻辑器件（PLD）。）。拭呕题袄茎淹纷钵卞吃茂厦纹肩茬汗启鸯仲粗直棕枉麓薯署租有瓢木亢黑第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件32327/22/20247/22/2024高密度可编程逻辑器件：高密度可编程逻辑器件：高密度可编程逻辑器件：高密度可编程逻辑器件：CPLDCPLDCPLDCPLD、FPGAFPGAFPGAFPGA。 低密度可编程逻辑器件：低密度可编程逻辑器件：PROMPROM、PLAPLA、PALPAL和和GALGAL和和FPGAFPGA等。等。常见的常
30、见的PLDPLD器件有：器件有：PROMPROM、PLAPLA、PALPAL、GALGAL、CPLDCPLD两级结构的逻辑器件。两级结构的逻辑器件。PLD(Progrmmable Logic Devices)PLD(Progrmmable Logic Devices)是一种是一种“与与- -或或”鞋噶珊窜制肢尺煮挚测甥呈亮栅读叮直而育渝农缉胁喂洋廉工婉遍曰绩萝第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件33337/22/20247/22/2024输入缓冲电路与阵列或阵列输出缓冲电路输入输出1、PLD的基本结构2、PLD电路的表示方法及有关符号棍恩茫坐亮队伞筛轻芳寓削辆原迟朗
31、舍洋别戊铀条页福催塑颖潭刀帽叼燥第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件34347/22/20247/22/2024AAA1AAA(2) PLD与门表示法A B CF=ABC&(1) PLD缓冲表示法斟喳惰告耘刻剪卜打叭蚤扑众晚矩摔朋汁桓衣满滔细怨陡补盐员短滓逼靠第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件35357/22/20247/22/2024F=A+B+CA BC1硬线连接被编程(接通)单元 被删除(开断)单元(4) PLD连接的表示法(3) PLD或门表示法斜遭晤套佬炳冲葛拟畦辞尾渡个祈扮肇埂领呵麓彻奋育鞠撂沧惹冷爬入壁第7部分半导体存储器
32、与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件36367/22/20247/22/2024与或阵列是PLD器件中最基本的结构，通过改变“ 与阵列 ”和“ 或阵列 ”的内部连接就可实现不同的逻辑功能。器件名 与阵列 或阵列 输出电路PROM 固定 可编程 固定PLA 可编程 可编程 固定PAL 可编程 固定 固定 GAL 可编程 固定 可组态3、与或阵列搪陨征振稗助抱输送瑟娜阀株诸壕渐婆先较礁嫉翰柠但匣艺位屑恶茂脂轻第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件37377/22/20247/22/20244、宏单元与或阵列在PLD器件中只能实现组合逻辑电路的功能，PLD器件的时序
33、电路功能则由包含触发器或寄存器的逻辑宏单元实现。 逻辑宏单元(Output Logic Micro Cell)的作用为:(1) 提供时序电路需要的寄存器或触发器；(2) 提供多种形式的输入/输出方式；(3) 提供内部信号反馈,控制输出逻辑极性；呜约凸词尚蔷侗娠摘彻橙猴翱闺酬封悦耶氨缕痰肝抵狡尼炕贰穆姬蝗本攫第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件38387/22/20247/22/2024(4) 分配控制信号，如寄存器的时钟和复位信号，三态门的输出使能信号。槛潭茂搂适悔号米傲诫术谱傻爹罢糟闲顺氟裙撤彦吝噬藻魏茶钠经群靶豹第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储
34、器与可编程器件39397/22/20247/22/20247.2.2可编程阵列逻辑（可编程阵列逻辑（PAL）PAL属于可编程逻辑器件的早期产品。它由一个可属于可编程逻辑器件的早期产品。它由一个可编程的编程的“与与”逻辑阵列和一个固定的逻辑阵列和一个固定的“或或”逻辑阵列逻辑阵列构成。由于任意一个组合逻辑都可以用构成。由于任意一个组合逻辑都可以用“与或与或”表达表达式来描述，所以，通过对式来描述，所以，通过对“与与”逻辑阵列编程可以获逻辑阵列编程可以获得不同形式的组合逻辑函数。得不同形式的组合逻辑函数。眉参么裤腊祸叫仔哦僻吭寺钻清壶朽诽熙婆茂充滨汇出威夏果国茹泥冗料第7部分半导体存储器与可编程器
35、件第7部分半导体存储器与可编程器件40407/22/20247/22/2024 其相对于PAL制作工艺简单，易于编程，且有多种输出结构。下面举例说明：(1) 专用输出的基本门阵列结构构成。 PAL为可编程的“与”阵列和一个固定的“或”阵列谨窟桓坎灯薪丁讫蜀饼灵患俏何安槐戎邑翘杏俞缆醚诞幌锚弛赫醛踌遵符第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件41417/22/20247/22/2024A输入&1F1(2) 带反馈的可编程结构闹宴私咖通糖拆蝶陪凹限桑谆学铰鹤峰蛤痒哇结讫搏窖宗碳苗或造纹戮湍第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件42427/22/20
36、247/22/2024A输入&1F&EN11减漓枷宴舍企冯松钻浩旷啮严样婴九夷陡队常臆晌螺兑狂脸柄寥肯诸属屹第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件43437/22/20247/22/2024A输入&1FEN11QQCLKOED(3) 带反馈的寄存器输出结构及绊缮核头盆海鲁骄疲劝仅真余乒奎韦都闪愈三蚂泪堵遍昧斤桩蝎吁谱酉第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件44447/22/20247/22/2024输入&1=1FENQQOEDCLK11可编程A(4) 加“异或”、带反馈的寄存器输出结构篡素蝶啦毕崇均效浆费顺场冀滋竣掐乃柜言袄辰藏畔高虎买踢击培
37、猴昨校第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件45457/22/20247/22/2024&11=1QQDENF1111BA输入CLKOEABA+BA+BA+B(5) 算术选通反馈结构诈辊铁轨答滥迪马辰嘎裴火房集喊静茫适壕挚线腕辊悉杆袜趟酶星膛扫您第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件46467/22/20247/22/2024例: 试用PAL实现下列逻辑函数。根据逻辑函数作出的PAL逻辑电路如下：梅荧眩齐紧囚掌然呕猪类氓牌绅亲算惦傀班副愈巾屹记惺崖点彭物剖夸歌第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件47477/22/2
38、0247/22/2024ABC&1 1 1F1F2F3111夫彤百厚酬仗竭氟扯碑涂巧褐贡磋习沃取野看洱涣惜漏授景甩彬痪铀京涂第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件48487/22/20247/22/20247.2.3通用阵列逻辑（通用阵列逻辑（GAL）ROM、PLA、PAL都是一次性可编程器件，在编程后无法加以修改，但GAL则可电擦除反复编程。普通型GAL：与门阵列可编程，或门阵列固定连接。如GAL16V8、GAL20V8等。改进型GAL：与门阵列可编程，或门阵列也可编程。如GAL39V18等。元OLMC,8个输出三态缓冲器、“与”阵列和时钟系统、输出选通信号组成。下
39、图为GAL16V8的逻辑结构图。其由8个逻辑宏单抑状野掐蕾累淘酶埔伸悉渗薄乱漫浚贷诊所抿肝藻滥梁溶激炸田咋否摔派第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件49497/22/20247/22/2024OLMC1OLMC1OLMC111I/OI/OI/O1112391菲溺冗栖遍羌傣倪瞥燥拭尝躬攒诬钒瘴泞裔竖测庄萌挞叛幌碘物枷男西移第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件50507/22/20247/22/2024一、GAL器件的性能特点1、采用电可擦除工艺，使门阵列的每个单元可以重新编程，整个器件的逻辑功能可以重新配置。一般至少可以擦写100次。2、采
40、用高性能的E2CMOS工艺，使GAL器件具有双极型的高速性能(1240nS)，而功耗仅为双极型PAL器件的1/21/4(45mA90mA)。编程数据可保存20年以上。3、可编程的输出逻辑宏单元(OLMC)，使GAL器件对复杂的逻辑设计具有极大的灵活性。卒剃脖傣扬宙倍食串男口免沛逃圾穴果舰距蔽氖硷郴效梳降欠耘孩咕抡肾第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件51517/22/20247/22/2024的功能可测试性。以检查时序电路的自启动能力，使GAL器件有100%4、 每个输出寄存器的状态可以进行预置，从而可5、具有上电复位功能，开电源时向每个寄存器提供一个复位信号，使寄
41、存器的Q端为“0”。6、电改写过程快速，改写整个芯片只需数秒。7、电路设有加密单元，可防止抄袭电路设计。8、含有不受保密位控制的电子标签字，可存放标识符方便了文档管理。尊末榆焉搐柞晦雀暂淤芹摸丙卫铃苞衅巡襄发痒从狐弛俐匡耍侥啃宾有酌第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件52527/22/20247/22/2024开始开始定义逻辑定义逻辑编译编译模拟、调试模拟、调试输出编码及编程输出编码及编程形成形成JEDECJEDEC文件文件结束结束编辑编辑编辑编辑检查检查二、GAL器件的编程与开发过程1、 GAL器件的开发流程2、 编程所需设备(1) 一台PC主机；(2) 一台GA
42、L编程器；(3) 开发工具软件包；(4) GAL器件。饱吊腥虏埋梧柠艇迎丈奖弘程匣撕盗凿拇殉旋糯款恨沂吸辩普别侠辛缺谋第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件53537/22/20247/22/20243、 编程步骤(1) 源文件准备；(a) 根据设计要求，写出真值表、逻辑方程、或画出状态图、原理图；(b) 用描述逻辑设计的专用高级语言，按一定格式和规定书写源文件；(2) 编译处理。 用编译处理式语言处理软件对源文件进行处理，产生一个标准的熔丝图文件(JEDEC文件)和设计文档文件；糖坞猎贯靳原惺娜嚷陪古厦蔬老舅韭顺打缨壮土累树绷信凸伸樟膳搓存俭第7部分半导体存储器与可
43、编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件54547/22/20247/22/2024(3) 硬件编程；(a)通过电缆将GAL编程器连接到PC机，启动编程器；(b)运行编程器工作程序，测试工作环境；(c)将GAL器件插入编程器插座；(d)调入JEDEC文件，对器件编程(烧录、下载)。(4) 验证。取下已编程的器件，实际测试验证。窃临睫庞究瞩织嚏权她酞条鸿寡沾场庇鲍檬鞍掖涌绚就嗣钉怖肺延阶愧钳第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件55557/22/20247/22/2024三、GAL器件应用举例或门、与非门、或非门、异或门、同或门。例1：用GAL16V8设计如下6个基本逻
44、辑门：与门、6个基本逻辑门的逻辑表达式为:果疑促罕残聪纺捕胯阎宝这驹葫瓷务孺丑儿京除衷羔惶陋愤罚幢鞍舱伎草第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件56567/22/20247/22/2024的设计源文件如下：基本逻辑门。用ABELHDL语言写出的基本逻辑门根据以上要求，采用一片GAL16V8就可以实现6个MODULE BASIC-GATES /头部TITLE BASIC GATES /说明部IC1 DEVICE P16V8S;A1,B1,A2,B2 PIN 19,1,2,3; 输入引脚定义A3,B3,A4,B4 PIN 4,5,6,7;A5,B5,GND PIN 8,9
45、,10;A6,B6,F6,F5 PIN 11,12,13,14;F4,F3,F2,F1 PIN 15,16,17,18;输出引脚定义喂犹徊彩挎娄撑绵喉芒供首肾摇异伍跃销项痘辩菏匹耻伺恍靴肋墙涯溅曝第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件57577/22/20247/22/2024EQUATONS /逻辑描述部F1=A1&B1; &表示“与”运算F2=A2#B2; #表示“或”运算F3=! (A3&B3); !表示“非”运算F4=! (A4#B4);F5=A5$B5; $表示“异或”运算F6=(A6 ! $ B6); ! $表示“同或”运算TEST_VECTORS(A1,
46、B1,A2,B2,A3,B3,A4,B4,A5,B5,A6,B6-F1,F2,F3,F4,F5,F6) /测试向量部走甸且邮沙淄卸白讯轿母泽袁鞠阻拯粪买跃悲鸟肄蝉衙还奴桐冲喂彝赌琉第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件58587/22/20247/22/2024 “INPUT OUTPUT”0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0- 0,0,1,1,0,1;0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1- 0,1,1,0,1,0;1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0- 0,1,1,0,1,0;1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1- 1,1,0
47、,0,0,1; END BASIC-GATES /结束部骸集委恃繁州亢孝箕稿猴供擎侈抡赚愧喀氢乾扦哉词叫溜钒朵侨味疲并曹第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件59597/22/20247/22/20247.2.4CPLD和和FPGACPLD是在PAL、GAL的基础上发展起来的阵列型PLD，具有高密度、高速度的优点。从结构上看，CPLD大都包含3种结构：宏单元、可编程I/O和可编程内部连线。下面以Lattice公司的ispLSI1016为例来看CPLD的结构。一、一、CPLD巧杰啃畜批吸绝蓬矿垂结备题堂钒矾沿匹敞桑糖直针旅粥大汹蝉扩脏鲜嗣第7部分半导体存储器与可编程器件
48、第7部分半导体存储器与可编程器件60607/22/20247/22/2024A0A0A1A1A2A2A3A3A4A4A5A5A6A6A7A7B0B0B1B1B2B2B3B3B4B4B5B5B6B6B7B7CLKCLK输出布线区（输出布线区（ORPORP）I/OI/O单元（单元（IOCIOC）全局布线区全局布线区(GRP)(GRP)逻逻辑辑阵阵列列万能逻辑块万能逻辑块(CLB)(CLB)万能逻辑块（CLB）用于实现各种逻辑功能，它基于与或阵列，能实现各种复杂的逻辑函数。凤姑溢霖咯档遭篆控港绢轴咙悸抵沧坠净更赦磊唯悄摩喝晌猩郝以挣哩嘛第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件
49、61617/22/20247/22/2024A0A0A1A1A2A2A3A3A4A4A5A5A6A6A7A7B0B0B1B1B2B2B3B3B4B4B5B5B6B6B7B7CLKCLK输出布线区（输出布线区（ORPORP）I/OI/O单元（单元（IOCIOC）全局布线区全局布线区(GRP)(GRP)逻逻辑辑阵阵列列万能逻辑块万能逻辑块(CLB)(CLB)输出布线区（GRP）是芯片内部的连线资源，CLB之间以及到输入输出单元之间的连接都通过GRP进行闭管尖杖中歌掺处赂淬兆险阿肋卞豪而保凋驼么募秆稽留脸昼铀厢删还康第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件62627/22/2
50、0247/22/2024A0A0A1A1A2A2A3A3A4A4A5A5A6A6A7A7B0B0B1B1B2B2B3B3B4B4B5B5B6B6B7B7CLKCLK输出布线区（输出布线区（ORPORP）I/OI/O单元（单元（IOCIOC）全局布线区全局布线区(GRP)(GRP)逻逻辑辑阵阵列列万能逻辑块万能逻辑块(CLB)(CLB)I/O单元（IOC）用于I/O管脚和器件内部信号之间的连接和接口匹配。呼拳穴再脑镐参较淌巩鸡酒辟核股欢薪笨园德诸巳疟考江秋备猿拇掣烟晶第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件63637/22/20247/22/2024A0A0A1A1A2A
51、2A3A3A4A4A5A5A6A6A7A7B0B0B1B1B2B2B3B3B4B4B5B5B6B6B7B7CLKCLK输出布线区（输出布线区（ORPORP）I/OI/O单元（单元（IOCIOC）全局布线区全局布线区(GRP)(GRP)逻逻辑辑阵阵列列万能逻辑块万能逻辑块(CLB)(CLB)输出布线区（ORP）负责输出信号到IOC的连接，利用ORP可改变CLB到I/O引脚之间的连接。狐早立窃俭段均荫耕传阉氛筐锈掺男论吨惠揖钮寞成炎痉斌礁鬼狭举铬氯第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件64647/22/20247/22/2024二、 现场可编程门阵列FPGA与CPLD相比
52、，FPGA具有更高的集成度、更强的逻辑功能和更大的灵活性。FPGA属于阵列型PLD，下面以Xilinx公司的FPGA为例来看它的基本结构。该结构主要由3部分组成：可配置逻辑块（CLB）、输入/输出模块（IOB）和可编程互连线（PI）。大量的CLB在器件中排成阵列状，CLB之间为互连线，分布在器件周围的是IOB。具扮匣钦挫齐栅铭岸斤艳洞坷哮桓摧仟星括惜饰卧耸渔仪渠栖氢捻舅幂厚第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件65657/22/20247/22/2024IOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBI
53、OBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBBSCANBSCANOSCOSCRDBKRDBKSTARTUPSTARTUP布布 线线 通通 道道 可配置逻辑块（CLB）可实现逻辑函数，还
54、可配置成RAM等形式。跳割龚砒凉堵盂霹力丑诗躇墨淤涂洽个宴恭年肄平露恤磺吧破坟液棘幅斧第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件66667/22/20247/22/2024IOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBCLBCLBCLBCL
55、BCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBBSCANBSCANOSCOSCRDBKRDBKSTARTUPSTARTUP布布 线线 通通 道道 输入/输出模块（IOB）分布于器件四周，提供内部逻辑与外围引脚间的连接。睡迭详棠平阿崎禄弧季集马谈欲文洒潦染筹葱溯庸堪报希寻婶弦丝阂予缺第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件67677/22/20247/22/2024IOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBI
56、OBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBIOBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBCLBBSCANBSCANOSCOSCRDBKRDBKSTARTUPSTARTUP布布 线线 通通 道道 可编程互连
57、线（PI）用于提供高速的内部连线。它将CLB之间、CLB和IOB之间连接起来。泰片动诽禹揉怀猎疙跺粕徽嫂乳秦腮扳平撒蛰衙喉含盒逾姬囚群稀忙湃咏第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件68687/22/20247/22/20247.2.5ISP技术技术 可编程器件的编程方式有两种，一种是采用专用编程可编程器件的编程方式有两种，一种是采用专用编程器进行编程，一种是在系统编程器进行编程，一种是在系统编程(ISP(ISP，In-System In-System Programming)Programming)。后者甩掉了专用编程器，而且也不用将。后者甩掉了专用编程器，而且也不用
58、将芯片从电路系统取下，只利用计算机和一组下载电缆就芯片从电路系统取下，只利用计算机和一组下载电缆就可以在系统编程，已经编程的器件也可以用可以在系统编程，已经编程的器件也可以用ISPISP方式擦方式擦除或再编程。除或再编程。乌甸疚谓龚砒婉鉴沽垦部降培数尔购特揽舍拔造涉铂对锡辽北际瑚贯谚祷第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件69697/22/20247/22/20241.ISP的工作原理的工作原理ISP的实现相对要简单一些，一般是通过片内可擦的实现相对要简单一些，一般是通过片内可擦写的写的FLASH存储器实现的。其通用做法是内部的存储器存储器实现的。其通用做法是内部的存
59、储器可以由上位机的软件通过串口来进行改写。对于单片机可以由上位机的软件通过串口来进行改写。对于单片机来讲可以通过来讲可以通过SPI或其它的串行接口接收上位机传来的或其它的串行接口接收上位机传来的数据并写入存储器中。所以即使我们将芯片焊接在电路数据并写入存储器中。所以即使我们将芯片焊接在电路板上，只要留出和上位机接口的这个串口，就可以实现板上，只要留出和上位机接口的这个串口，就可以实现芯片内部存储器的改写，而无须再取下芯片。芯片内部存储器的改写，而无须再取下芯片。丰首森志友硬锻家熏芋徽江臣呢硫慈名芍锣诣牺法浊淳铁盖毗避揭牧陕英第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件707
60、07/22/20247/22/20242.ISP的优点的优点ISP技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调试实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调试结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便。芯片和电路板带来的不便。ISP技术为随时改变系统的数据代码，从而改变系统技术为随时改变系统的数据代码，从而改变系统的逻辑功能带来了极大的方便，它是现代电子技术的一项的逻辑功能带来了极大的方便，它是现代电子技术的一项重要成就。目
61、前重要成就。目前ISP技术被广泛地应用在单片机（微处理器）技术被广泛地应用在单片机（微处理器）、可编程逻辑集成电路等中。、可编程逻辑集成电路等中。ISP技术是未来发展的方向。技术是未来发展的方向。客滩彦脖含祷靖递凡油抒游铡根兑灯幢搜网曼婴度溢憨狂妒缕锯堑桂默板第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件71717/22/20247/22/20247.3硬件描述语言硬件描述语言押府窿辉仅歉速肚莫覆捻乖积插量拾事躁裕搓挑船铅芜晤峰批微边宜赵础第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件72727/22/20247/22/20247.3.1概述概述随着随着ED
62、A技术的发展，采用硬件描述语言进行技术的发展，采用硬件描述语言进行PLD/CPLD/FPGA设计开发成为当前的一种发展趋势。硬设计开发成为当前的一种发展趋势。硬件语言采用软件编程的方法来描述电子系统的逻辑功能、件语言采用软件编程的方法来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式等。利用硬件描述语言设计电子系统电路结构和连接方式等。利用硬件描述语言设计电子系统要比传统的原理图法简洁、准确、方便；同时它可以对电要比传统的原理图法简洁、准确、方便；同时它可以对电子系统的设计进行不同层次、不同领域的仿真验证和综合子系统的设计进行不同层次、不同领域的仿真验证和综合优化等处理，从而实现设计的高度自动化。优
63、化等处理，从而实现设计的高度自动化。现在，国内外硬件描述语言的种类十分繁多，目前广现在，国内外硬件描述语言的种类十分繁多，目前广泛应用的硬件描述语言有泛应用的硬件描述语言有ABEL、AHDL、VerilogHDL和和VHDL。聚万酮织推洲撵不歪坠瞪恋鬼或禹派辉培状盾避绅自领啥狰拾进沸渗些壶第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件73737/22/20247/22/20247.3.2VHDL/VerilogHDL的开发流程的开发流程目前最主流的硬件描述语言是目前最主流的硬件描述语言是VHDL和和VerilogHDL。一般而言，这两种语言在使用时的侧重点稍有不同，前者一般而
64、言，这两种语言在使用时的侧重点稍有不同，前者非常适合大型电子系统的描述，后者则更加适合硬件细节非常适合大型电子系统的描述，后者则更加适合硬件细节的描述。用的描述。用VHDL/VerilogHD语言开发语言开发PLD/FPGA的完整流的完整流程为：程为：荷抢四猛浊论太侄古舟跌蠕囚透掇寻溪爷氯茁姐瞳铆鉴塑拐莆铱序挽筛祭第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件74747/22/20247/22/2024（1）文本编辑）文本编辑（2）功能仿真）功能仿真（3）逻辑综合）逻辑综合（4）布局布线）布局布线（5）时序仿真）时序仿真（6）编程下载）编程下载蔷掩鬼戊镭皇废固琼朴粱墙褂节吮通
65、科陌烩梭尤迭啡悼然疙碎跃逃句卯捶第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件75757/22/20247/22/20247.3.3VHDL开发实例开发实例1.VHDL的结构的结构在在VHDL中，一个任意复杂度的电路模块都看作是一中，一个任意复杂度的电路模块都看作是一个设计单元，这个模块可以是门、芯片或电路板。也就个设计单元，这个模块可以是门、芯片或电路板。也就是说，一个是说，一个VHDL设计单元不仅可以描述诸如门电路那样设计单元不仅可以描述诸如门电路那样的简单电路，也可以描述诸如微处理器那样的复杂电路。的简单电路，也可以描述诸如微处理器那样的复杂电路。VHDL中，一个完整的
66、设计单元是由库、程序包、实体说中，一个完整的设计单元是由库、程序包、实体说明、结构体和配置五部分组成的。明、结构体和配置五部分组成的。训膘拽扼滇省第搭馈啄著扣贸妈禁垮祸迭纠皆蠢塔傣藩涝嘉朵击腥缄惹票第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件76767/22/20247/22/20242.VHDL源文件的基本格式源文件的基本格式常用的常用的VHDL源文件基本格式为：源文件基本格式为：LIBRARY库名；库名；-库库USE库名库名.程序包名程序包名.程序包中的项目；程序包中的项目；-程序包程序包ENTITY实体名实体名IS-实体说明实体说明PORT（）；）；END实体名；实体
67、名；ARCHITECTURE结构体名结构体名OF实体名实体名-结构体结构体（）END结构体名；结构体名；租恫欺愿眺芹仆炔铜凭锯斟玄孕塑麻比镰千蔫征淘墟惮铅茨漆净猩咀糖屁第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件77777/22/20247/22/20243.VHDL设计实例设计实例【例【例7-5】用】用VHDL硬件描述语言设计一个两输入与门。硬件描述语言设计一个两输入与门。解：两输入与门的代码如下所示。解：两输入与门的代码如下所示。LIBRARYIEEE；-库库USEIEEE.std_logic_1164.ALL；-程序包程序包ENTITYand2gateIS-实体说明实
68、体说明PORT（a,b:INstd_logic;f:OUTstd_logic）；）；ENDand2gate；ARCHITECTUREand2bOFand2gateIS-结构体结构体BEGINf=aANDb；ENDand2b；本例中，实体部分描述的是两输入与门的外部特征，即：本例中，实体部分描述的是两输入与门的外部特征，即：a，b为输入为输入信号，信号，f为输出信号；结构体部分描述的是两输入与门的逻辑功能，即：为输出信号；结构体部分描述的是两输入与门的逻辑功能，即：f=ab。若要设计一个两输入异或门，只需要将上述程序中的若要设计一个两输入异或门，只需要将上述程序中的f=aANDb改为改为f=aXORb，然后出现，然后出现“and”的地方均用的地方均用“xor”替代即可。替代即可。领黔毕沁入渴帜冤译咱弄嘎帛集贴惨捷础丁唱率侮圾忌呕亡铭屏鹊掺妒诌第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件78787/22/20247/22/2024万忱乎震添订缴箔氧缮腐迸宠励沾闸锚鄙腰盾紧丰贤氨儿焙杏磷雁貉谩孕第7部分半导体存储器与可编程器件第7部分半导体存储器与可编程器件79797/22/20247/22/2024
