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方法。

　　主要有如下分類方法

　　按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

　　按編程工藝分類

　　按集成度分類

　　按顆粒度分類

　　一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類

　　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)器只允許寫入一次，所以也被稱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，用戶可以根據(jù)需要將其中的某些單元寫入數(shù)據(jù)0（部分的PROM在出廠時(shí)數(shù)據(jù)全為0，則用戶可以將其中的部分單元寫入1），以實(shí)現(xiàn)對(duì)其編程的目的。

　　PROM典型的產(chǎn)品分兩類：

　　一類是經(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。

　　另一類是由晶體管組成的熔絲型電路，如果想改寫某些單元，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)到了改寫某位的效果。

　?。ň唧w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（也可寫成E2PROM）是一種用電信號(hào)擦除和改寫的可編程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。EEPROM的擦除和改寫電流很小，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)器件的擦除和寫入，并允許反復(fù)改寫。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。

　　7、可擦除的可編程邏輯器件（EPLD）

　　EPLD結(jié)合了大規(guī)模集成電路體積小、價(jià)格低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，用戶可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)專用電路，以避免價(jià)格高、周期長(zhǎng)等問(wèn)題。EPLD器件的延遲時(shí)間是可預(yù)測(cè)的，也是固定的。因此在EPLD器件中的功能模板上實(shí)現(xiàn)任何功能都具有同樣的速度。功能模塊通過(guò)無(wú)限制的內(nèi)部互連在一起，提供了多個(gè)可編程邏輯結(jié)構(gòu)。而每個(gè)功能模塊包含9個(gè)可編程“與”“或”陣列驅(qū)動(dòng)的宏單元，任意一個(gè)引腳的輸入或宏單元的輸出都可以連到另一個(gè)宏單元的輸入，這種無(wú)限制的可編程互連結(jié)構(gòu)保證了EPLD具有100%的布線能力。

　　8、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列（FPLA）

　　現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列（FPLA）是可編程邏輯器件（PLD）的一種，它是一種半導(dǎo)體器件，含有可編程邏輯元件中所謂的“邏輯塊”和可編程互連。邏輯塊通過(guò)編程來(lái)執(zhí)行基本邏輯門的功能，如“和”“異或”或更復(fù)雜的組合功能。在大多數(shù)的FPLA中，邏輯塊還包括記憶體分子、等級(jí)可編程互連，滿足邏輯塊要相互關(guān)聯(lián)的需要。另外，F(xiàn)PLA的結(jié)構(gòu)和ROM相似，區(qū)別在于：首先，ROM的與陣列是固定的，而FPLA的與陣列是可編程的；其次，ROM的與陣列輸出是全部最小項(xiàng)，而FPLA的與陣列卻可以輸出簡(jiǎn)化后的表達(dá)式。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)師根據(jù)客戶或設(shè)計(jì)師需求來(lái)執(zhí)行任何邏輯功能，因此命名為“現(xiàn)場(chǎng)可編程”。

　　9、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）

　　FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)的，它是基于單元型門陣列結(jié)構(gòu)的器件。由于FPGA需要被反復(fù)燒寫，所以它實(shí)現(xiàn)組合邏輯的基本結(jié)構(gòu)不可能像ASIC那樣通過(guò)固定的與非門來(lái)完成，而是只能采用一種易于反復(fù)配置的結(jié)構(gòu)。目前主流的FPGA都采用了基于SRAM工藝的查找表，也有一些軍用品和宇航級(jí)FPGA采用Flash或熔絲與反熔絲工藝的查找表結(jié)構(gòu)，通過(guò)燒寫文件改變查找表內(nèi)容的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)FPGA的重復(fù)配置。

　　由布爾代數(shù)理論可知，對(duì)于一個(gè)ｎ輸入的邏輯運(yùn)算，不管是與或非運(yùn)算，最多只可能存在2n種結(jié)果，所以如果是先將相應(yīng)的結(jié)果存放于一個(gè)存儲(chǔ)單元，就相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了與非門電路的功能。FPGA原理也是如此，它通過(guò)燒寫文件去配置查找表的內(nèi)容，從而在相同的電路情況下實(shí)現(xiàn)了不同的邏輯功能。

　　二、按編程工藝分類

　　1、熔絲（Fuse）和反熔絲（Antifuse）編程器件

　　為一次性編程使用的非易失性原件，編程后即使系統(tǒng)斷電，其存儲(chǔ)的編程信息也不會(huì)丟失。

　　2、SRAM型器件

　　大多數(shù)公司的FPGA器件都為SRAM型器件，它可以反復(fù)編程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的動(dòng)態(tài)重構(gòu)。但每次上電需要重新下載，實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要外掛EEPROM用于保存程序。

　　3、電信號(hào)可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器器件

　　為易失性器件，大多數(shù)CPLD器件都為EEPROM器件，可反復(fù)編程，不用每次上電重新下載，但相對(duì)速度慢、功耗較大。

　　4、可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器編程器件

　　為易失器件。

　　三、按集成度分

　　1、低密度可編程邏輯器件

　　集成度在1000門以下。早期生產(chǎn)的可編程邏輯器件，如PROM、PLA、PAL、GAL等，只能完成較小規(guī)模的邏輯電路，因此都屬于低密度器件。

　　2、高密度可編程邏輯器件

　　集成度為1000門以上，目前流行的EPLD、CPLD和FPGA等屬于高密度器件，可用于設(shè)計(jì)大規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)，甚至可以做到片上系統(tǒng)（System on Chip，SoC ）設(shè)計(jì)。

　　四、按顆粒度分類

　　1、小顆粒度

　　如：海門架構(gòu)。

　　2、中顆粒度

　　如：FPGA

　　3、大顆粒度

　　如：CPLD