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Chapter 1
工場安全衛生及邏輯設計應用
1-3 可程式邏輯裝置晶片設計應用
相關知識學習
1 可程式邏輯裝置（PLD）發展概說
廿一世紀是數位高度發展的時代，無論是資訊工業的蓬勃發展，或是電子工業的
趨勢、日常生活的家電產品，諸如：手上的行動電話、上網用的數據機、上班的刷卡機、
超市的條碼機與電子化政府，都離不開數位邏輯電路，故現今的社會可以說是數位化
的社會。
隨著科技的高速發展、數位邏輯電路由早期的真空管、電晶體演進到先前的小、
中型的積體電路 SSI 與 MSI，發展到上萬個閘數的超大型積體電路 VLSI 之 TTL 與
COMS IC，由於人們對求新求變的迫切要求，這些傳統的 TTL 與 COMS 積體電路，
已難以滿足設計工程師們的需求，是故多家廠商積極的開發研究，而有所謂的可程式
邏輯裝置（Programmable Logic Device；簡稱 PLD）的出現。也因為一系列的 PLD 成
功的被研發出來，而成為數位邏輯電路設計領域中佔有舉足經重的地位。
在 20 世紀 80 年代中期，Altera 和 Xilinx 分別推出了類似於 PLD 結構的擴展
型－複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmab1e Logic Device；簡稱 CPLD）及
與通用閘陣列類似的現場可程式邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array；簡稱
FPGA），它們都具有體系結構和邏輯單元靈活、合成度高與適用範圍廣等特點。這兩
種元件相容了 PLD 和通用閘陣列的優點，可完成較大規模的電路，規劃也很靈活。就
這二種元件介紹如下：
2 複雜可程式邏輯裝置 CPLD
如圖 1-11 所示為一基本乘積項（Product-Term）的複雜可程式邏輯裝置 CPLD 內
部結構（以 Altera 公司 MAX3000S 系列晶片為例，其他型號的結構與此都非常相似）：
其結構包括下列三個部分：
(1) 巨集晶胞（Macro Cell；簡稱 MC）
巨集晶胞是 PLD 的基本結構，它是用來組成基本的邏輯電路之功能。圖 1-11
中藍色部分是多個巨集晶胞的集合，稱之為邏輯陣列方塊（Logic Array Blocks；簡
稱 LAB），16 個巨集晶胞組成一個邏輯陣列方塊。
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