可編程邏輯器件 英文全稱(chēng)為：programmable logic device 即 PLD。PLD是做為一種通用集成電路產(chǎn)生的，他的邏輯功能按照用戶(hù)對(duì)器件編程來(lái)確定。一般的PLD的集成度很高，足以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。這樣就可以由設(shè)計(jì)人員自行編程而把一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，而不必去請(qǐng)芯片制造廠商設(shè)計(jì)和制作專(zhuān)用的集成電路芯片了。PLD與一般數(shù)字芯片不同的是：PLD內(nèi)部的數(shù)字電路可以在出廠后才規(guī)劃決定，有些類(lèi)型的PLD也允許在規(guī)劃決定后再次進(jìn)行變更、改變，而一般數(shù)字芯片在出廠前就已經(jīng)決定其內(nèi)部電路，無(wú)法在出廠后再次改變，事實(shí)上一般的模擬芯片、混訊芯片也都一樣，都是在出廠后就無(wú)法再對(duì)其內(nèi)部電路進(jìn)行調(diào)修。

70年代：出現(xiàn)只讀存儲(chǔ)器PROM (Programmable Read only Memory)，可編程邏輯陣列器件PLA (Programmable Logic Array)70年代末：AMD推出了可編程陣列邏輯PAL (Programmable Array Logic)80年代：Lattice公司推出了通用陣列邏輯GAL ( Generic Array Logic)80年代中：Xilinx公司推出了現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA (Field Programmable GateArray )。Altera公司推出了可擦除的可編程邏輯器件EPLD (Erase Programmable LogicDevice)，集成度高，設(shè)計(jì)靈活，可多次反復(fù)編程90年代初：Lattice公司又推出了在系統(tǒng)可編程概念I(lǐng)SP及其在系統(tǒng)可編程大規(guī)模集成器件ispLSI)現(xiàn)以Xilinx、Altera、Lattice為主要廠商，生產(chǎn)的FPGA單片可達(dá)上千萬(wàn)門(mén)、速度可實(shí)現(xiàn)550MHz，采用65nm甚至更高的光刻技術(shù)。

專(zhuān)用集成電路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)：是為某種專(zhuān)門(mén)用途而設(shè)計(jì)的集成電路。在用量不大的情況下，具有成本高、設(shè)計(jì)和制造的周期長(zhǎng)。(全定制)

可編程邏輯器件(PLD，Programmable Logic Device)：PLD 是做為一種通用集成電路產(chǎn)生的，他的邏輯功能按照用戶(hù)對(duì)器件編程來(lái)確定。一般的 PLD 的集成度很高，足以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的需要。這樣就可以由設(shè)計(jì)人員自行編程而把一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片 PLD 上，制作成“片上系統(tǒng)”(SoC，System on Chip)，而不必去請(qǐng)芯片制造廠商設(shè)計(jì)和制作專(zhuān)用的集成電路芯片了。

目前生產(chǎn)和使用的 PLD 產(chǎn)品主要有可編程邏輯陣列(PLA，Programmable Logic Array)、可編程陣列邏輯(PAL，Programmable Array Logic)和通用陣列邏輯(GAL，Generic Array Logic)、可擦除的可編程邏輯器件(EPLD，Erasable Programmable Logic Device)、復(fù)雜的可編程邏輯器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)等幾種類(lèi)型。其中，PLA、PAL 和 GAL 稱(chēng)為低密度 PLD(一般在千門(mén)以下)，EPLD、CPLD 和 FPGA 稱(chēng)為高密度 PLD。

邏輯器件可分為兩大類(lèi) - 固定邏輯器件和可編程邏輯器件。 一如其名，固定邏輯器件中的電路是永久性的，它們完成一種或一組功能 - 一旦制造完成，就無(wú)法改變。 另一方面，可編程邏輯器件(PLD)是能夠?yàn)榭蛻?hù)提供范圍廣泛的多種邏輯能力、特性、速度和電壓特性的標(biāo)準(zhǔn)成品部件 - 而且此類(lèi)器件可在任何時(shí)間改變，從而完成許多種不同的功能。對(duì)于固定邏輯器件，根據(jù)器件復(fù)雜性的不同，從設(shè)計(jì)、原型到最終生產(chǎn)所需要的時(shí)間可從數(shù)月至一年多不等。 而且，如果器件工作不合適，或者如果應(yīng)用要求發(fā)生了變化，那么就必須開(kāi)發(fā)全新的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)和驗(yàn)證固定邏輯的前期工作需要大量的“非重發(fā)性工程成本”，或NRE。 NRE表示在固定邏輯器件最終從芯片制造廠制造出來(lái)以前客戶(hù)需要投入的所有成本，這些成本包括工程資源、昂貴的軟件設(shè)計(jì)工具、用來(lái)制造芯片不同金屬層的昂貴光刻掩模組，以及初始原型器件的生產(chǎn)成本。 這些NRE成本可能從數(shù)十萬(wàn)美元至數(shù)百萬(wàn)美元。對(duì)于可編程邏輯器件，設(shè)計(jì)人員可利用價(jià)格低廉的軟件工具快速開(kāi)發(fā)、仿真和測(cè)試其設(shè)計(jì)。 然后，可快速將設(shè)計(jì)編程到器件中，并立即在實(shí)際運(yùn)行的電路中對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試。 原型中使用的PLD器件與正式生產(chǎn)最終設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)路由器、ADSL調(diào)制解調(diào)器、DVD播放器、或汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng))時(shí)所使用的PLD完全相同。 這樣就沒(méi)有了NRE成本，最終的設(shè)計(jì)也比采用定制固定邏輯器件時(shí)完成得更快。

可編程邏輯器件(PLD)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型邏輯器件，是目前數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要硬件基礎(chǔ)。根據(jù)可編程邏輯器件結(jié)構(gòu)、集成度以及編程工藝的不同，它存在以下不同的分類(lèi)方法。

主要有如下分類(lèi)方法

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)

按編程工藝分類(lèi)

按集成度分類(lèi)

按顆粒度分類(lèi)

一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)

一是基于 “與或” 陣列結(jié)構(gòu)的器件——陣列型;

(如：PROM、EPROM、EEPRM、PAL、GAL、CPLD、EPLD、EPLA)

二是基于門(mén)陣列結(jié)構(gòu)的器件——單元型;

(如：FPGA)

1、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)

可編程只讀存儲(chǔ)器只允許寫(xiě)入一次，所以也被稱(chēng)為一次可編程只讀存儲(chǔ)器(One Time Programming ROM，OTP-ROM)?？删幊讨蛔x存儲(chǔ)器在出廠時(shí)，存儲(chǔ)的內(nèi)容全為1，用戶(hù)可以根據(jù)需要將其中的某些單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)0(部分的PROM在出廠時(shí)數(shù)據(jù)全為0，則用戶(hù)可以將其中的部分單元寫(xiě)入1)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其編程的目的。

PROM典型的產(chǎn)品分兩類(lèi)：

一類(lèi)是經(jīng)典的可編程只讀存儲(chǔ)器，為使用“肖特基二極管”的PROM，它是由二極管組成的結(jié)破壞型電路。出廠時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，用大電流的方法將反向電壓加在“肖特基二極管”，造成其永久性擊穿即可。

另一類(lèi)是由晶體管組成的熔絲型電路，如果想改寫(xiě)某些單元，則可以給這些單元通以足夠大的電流，并維持一定的時(shí)間，原先的熔絲即可熔斷，這樣就達(dá)到了改寫(xiě)某位的效果。

(具體詳細(xì)原理自行百度了)

2、可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)

最早研制成功并投入使用的EPROM是用紫外線照射進(jìn)來(lái)擦除的。EPROM采用MOS型電路結(jié)構(gòu)，其存儲(chǔ)單元通常由疊柵型MOS晶體管組成，而疊柵型MOS晶體管通常采用增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)。

3、電可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)

EEPROM(也可寫(xiě)成E2PROM)是一種用電信號(hào)擦除和改寫(xiě)的可編程ROM。它不僅可以整體擦除存儲(chǔ)單元內(nèi)容，還可以逐字擦除和逐字改寫(xiě)。EEPROM的擦除和改寫(xiě)電流很小，在普通工作電源下即可進(jìn)行，擦除時(shí)也不需要將器件從系統(tǒng)上拆卸下來(lái)。

4、可編程陣列邏輯(PAL)

PLA沿用了在生產(chǎn)PROM器件中所采用的熔絲式雙極型工藝，具有“與”陣列可編程而“或”陣列固定結(jié)構(gòu)，也可以達(dá)到很高的工作速度。PLA器件與PROM相比，陣列規(guī)模大大減少，能更靈活地實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能，而PLA器件編程簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)，可以取代多種常用中小規(guī)模晶體管邏輯器件。

5、通用陣列邏輯(GAL)

GAL是一種電可擦除可重復(fù)編程的邏輯器件，它具有靈活的可編程輸出結(jié)構(gòu)，使得為數(shù)不多的集中GAL器件幾乎能夠代替所有的PAL器件和數(shù)百種中小規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)器件。而且GAL采用先進(jìn)的EECMOS工藝，可以在幾秒鐘內(nèi)完成對(duì)器件的擦除和寫(xiě)入，并允許反復(fù)改寫(xiě)。普通的GAL器件與PAL器件有相同的陣列結(jié)構(gòu)，均采用“與”陣列可編程、或陣列固定的結(jié)構(gòu)。

6、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)

CPLD是在PAL、GAL等器件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的大規(guī)模集成可編程邏輯器件，與PAL、GAL等器件相比，CPLD的規(guī)模比較大，一個(gè)CPLD可以替代幾十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)通用的IC芯片。雖然不同IC公司生產(chǎn)的CPLD機(jī)構(gòu)差異很大，但一般包含可編程的邏輯宏單元(Logic Macro Cell，LMC)、可編程的I/O單元、可編程的內(nèi)部連線(Programmable Interconnect，PI)這三部分。