什么是PLD？

 PLD（可编程逻辑器件）是一种集成电路，其内部逻辑电路在制造后可以由用户定义和更改。与ASIC（针对特定应用将多种功能的电路组合为一个的集成电路）和ASSP（通过限制领域和应用来专门化功能和用途的LSI）相比，它们在设计上提供了更大的灵活性，但价格昂贵且成本较低。 。因此，它被广泛应用于各种电子设备中。

PLD有多种类型，例如FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD （复杂可编程逻辑器件）。FPGA 是一种 PLD，具有许多执行逻辑运算的称为门阵列的电路。CPLD 是一种比 FPGA 具有更少门阵列的 PLD，但比 FPGA 更便宜。

PLD的应用

PLD 因其灵活性和效率而被广泛应用于各个行业。下面解释一个具体的用例。

1、电信行业

在电信行业中，由于通信协议需要多样化且速度更快，因此硬件设计经常变化是很常见的。在这种情况下，PLD 利用其可重新编程的特性，允许快速重新设计硬件。这将显着减少适应新通信标准所需的时间，并更快地将产品推向市场。

2、汽车行业

汽车行业正在采用 PLD 来缩短开发周期，以跟上高级驾驶辅助系统和车内体验的快速发展和标准化。它还用于遵守安全标准、控制混合动力汽车和电动汽车的电机以及管理电池。

3、家电行业

消费电子产品制造商面临着众多竞争对手的竞争，必须快速响应不断变化的消费者需求。用于支持各种视频标准并添加AI功能。

可编程逻辑器件原理

PLD原理需要了解内部结构和硬件描述语言。HDL的内部结构和使用使得PLD具有高度的灵活性和效率，使其能够适应各种应用。

1. PLD的内部结构

PLD 的基本内部结构由可编程逻辑门和连接这些门的可编程导线组成。逻辑门是对输入信号进行特定逻辑运算（与、或等）的电子器件，可以组合起来实现复杂的逻辑功能。

一些PLD的范围从基本的门级器件（例如，可编程逻辑阵列（PAL）和可编程阵列逻辑（PAL））到具有更高级功能的器件（例如，复杂的可编程器件）。有许多不同的类型，从传统的逻辑器件（CPLD） ）到现场可编程门阵列（FPGA）。

2.硬件描述语言

硬件描述语言 (HDL) 用于对 PLD 进行编程。HDL 是一种用于描述数字系统的专用编程语言，通常用于逻辑和物理设计。

HDL 的示例包括 VHDL（VHSIC 硬件描述语言）和 Verilog。HDL 允许工程师精确描述硬件的行为并模拟该行为。然后，该描述被该工具转换为逻辑门网络，最后被编程到 PLD 中。

PLD类型

PLD 根据其内部结构和可编程性分为不同类型。下面介绍主要类型。

1.PLA（英文：Programmable Logic Device）

PLA是最基本的PLD之一。PLA 具有一系列逻辑门，可以对其进行编程以执行特定的逻辑功能。PLA是一种非常简单的设备，适合设计相对较小的逻辑系统。

2.PAL（英文：Programmable Array Logic）

PAL有一个可编程的AND数组和一个固定的OR数组。适用于数百门规模的简单电路。

3.CPLD（英文：复杂可编程逻辑器件）

CPLD 的门数比 PAL 多，因此适合设计更大的数字系统。CPLD 具有高密度和大容量的特点，可以更轻松地将多个器件集成到一个器件中并管理系统复杂性。

4.现场可编程门阵列（FPGA）

FPGA 是最先进的 PLD，包含多达数百万个可编程逻辑门。FPGA 高度灵活，用于设计超大型数字系统并对其进行原型设计。