PLD是可编程逻辑器件的一种,常见的PLD有PAL、GAL、CPLD、FPGA等。将所需的逻辑电路结构编程后下载到PLD中,使其实现预期的功能。本文将围绕PLD控制原理进行阐述。
PLD全称为Programmable Logic Device,是一种用于实现数字逻辑电路的可编程器件。它由一大批可编程的逻辑门电路组成,用户可以通过编程来实现想要的逻辑电路结构。根据门电路组成的不同,PLD可以分为PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等。
PLD的主要优点是能够实现定制化的逻辑电路,相比于传统的逻辑门电路,PLD具有面积小、功耗低、可重复使用等特点,因此在数字电路设计中得到了广泛的应用。
PLD的编程方式通常有两种,一种是fuse-link,另一种是flash-based。Fuse-link编程指的是将PLD的器件表面上的金属线路断开或烧毁,使得原来的逻辑门电路失效,从而实现对逻辑电路的编程。而flash-based编程则是通过在器件内部存储逻辑电路来实现编程。前者编程一次即不可逆转,后者能够实现多次编程。
PLD的逻辑电路实现通常通过“与-或”表达式来完成。例如,对于以下的逻辑电路:
我们可以将其转化为以下的“与-或”表达式:
Y = (A·B·C) + (D·E)
对于这个表达式,我们可以通过编程把它下载到PLD中,实现对逻辑电路的控制。
PLD的设计固然可以通过画图软件直接完成,但现实中更多的是使用HDL(硬件描述语言)进行设计。常见的HDL语言有Verilog和VHDL等。PLD的设计流程包括:
1)确定电路功能和性能要求;
2)将电路功能模型转化为Verilog或VHDL语言;
3)仿真和验证设计;
4)对设计进行合成、布局和综合;
5)生成PLD配置文件和验证。
以上就是PLD控制原理的基本内容,通过PLD,我们能够快速、灵活地实现数字逻辑电路的设计,提高了数字电路设计效率,降低了开发成本。