1、复杂可编程逻辑器件cpld的结构
cpld将简单pld(pal,gal等）的概念做了进一步的扩展，并提高了器件的集成度。和简单的pld相比，cpld允许有更多的输入信号、更多的乘积项和更多的宏单元，cpld器件内部含有多个逻辑单元块，每个逻辑块就相当于一个gal器件，这些逻辑块之间可以使用可编程内部连线实现相互连接。目前，生产cpld器件的著名公司有多家，尽管各个公司的器件结构千差万别，但它们仍有相同之处，图1给出了通用的cpld器件的结构框图。
图1 通用的cpld器件的结构框图
2、集总布线区grp ( global roating pool)
下面以lattice公司生产的在系统可编程大规模集成逻辑器件isplsi1016为例，介绍cpld的电路结构及其工作原理。这种器件的最大特点是“在系统可编程”特性。所谓在系统可编程是指未编程的isp器件可以直接焊接在印刷电路板上，然后通过计算机的并行口和专用的编程电缆对焊接在电路板上的isp器件直接多次编程，从而使器件具有所需要的逻辑功能。这种编程不需要使用专用的编程器，原来属于编程器的编程电路及升压电路已被集成在isp器件内部了。isp技术使得调试过程不需要反复拔插芯片，从而不会产生引脚弯曲变形现象，提高了可靠性，而且可以随时对焊接在电路板上的isp器件的逻辑功能进行修改，因而加快了数字系统的调试过程。
isplsi1016的结构如图2所示。它由16个相同的通用逻辑块glb（a0-a7、b0-b7）、32个相同的输入、输出单元（i/o0-i/o31）、可编程的集总布线区grp、时钟分配网络cdn以及在系统编程控制电路等部分组成（图中未画出编程控制电路）。在grp的左边和右边各形成一个宏模块。每个宏模块包括：8个glb、16个i/o单元、两个专用输入引脚（sdi/in0 sd0/in1或mode/in2，in3）、一个输出布线区opr以及16位的输入总线。
图2 isplsi 1016的结构框图
集总布线区grp位于两个宏模块的中央，它由众多的可编程e2cmos构成，内部逻辑的连接都是通过这一区域完成的。它接受输入总线送来的输入信号和各glb的输出信号，并向每个宏模块输出信号。因此，任何一个glb的输出信号和任何一个通过i/o单元的输入信号都能送到任何一个glb的输入端。这种结构使得信号的传输延迟时间是可预知的，有利于获得高性能的数字系统。
3、通用逻辑块glb（generic logic block)的结构
glb是由与阵列、乘积项共享阵列、输出逻辑宏单元olmc和功能控制4部分组成。它可实现类似gal的功能。简化的glb逻辑图如图3所示。
图3 isplsi 1016器件通用逻辑块（glb）的结构
4部分具体功能如下：
1.与阵列
与阵列有18个输入，其中有16个来自集总布线区grp（它们可以是来自i/o引脚的信号、也可以是glb的反馈信号），另外两个来自专用输入引脚，它们经过输入缓冲器后，都产生互补信号。通过对与阵列编程，可以产生20个乘积项（0～19）。
2.乘积项共享阵列
这一阵列可以把20个乘积项分组送到4个或门，其输出经过乘积项共享阵列的编程，可以按需要连至glb的任何一个输出。乘积项共享阵列具有“线或”功能，如果输出函数需要的乘积项多于7个，可将两个或两个以上的或门输出的乘积项再次相或，最多可以实现20个乘积项的输出。这种同一个的乘积项可以被多个输出宏单元使用的情况，称为乘积项共享。 乘积项共享阵列可以灵活地配置以满足用户不同的需要，同一个glb中的4个输出可以采用相同的配置形式，也可以采用不同的配置形式（混合配置），图4采用的是混合配置。图中，o3配置为异或模式，第一个或门输出的3个乘积项与第三个或门输出的4个乘积项进行“线或”组成7个乘积项，然后再与第0个乘积项“异或”，“异或”的结果送到属于o3的d触发器输入端。o2配置为高速旁路模式，第二个或门的输出直接送到olmc。o1配置为单乘积项旁路模式，可以获得最快的信号传输速度。00的配置为共享下面两个或门的11个乘积项，实现11个乘积项相或的运算。
图4 isplsi 1016器件通用逻辑模块（glb）的配置
3.输出逻辑宏单元olmc
与gal中的olmc类似，它由4个d触发器构成，其输入端接异或门（图3中未画出）。异或门可以作为逻辑单元来使用，也可以把它与d触发器结合构成jk触发器或t触发器。如果需要组合逻辑输出，可以通过数据选择器把触发器旁路掉。
4.功能控制
寄存器的时钟信号分为同步时钟和异步时钟信号两种。同步时钟信号由时钟分配网络供给，它可以在clk0、cld1及clk2中选择一个；异步时钟信号由glb中的第12乘积项提供。寄存器的复位信号由全局复位引脚或glb中的第12或19乘积项提供。另外，第19乘积项还可以作为输出三态门的输出使能控制信号。因此，若在设计中使用第12或第19乘积项作为控制信号，那么这一乘积项就不能用于实现其他逻辑功能。乘积项时钟是通过输入项相“与”产生的时钟，也是isplsi器件最有特色的性质之一。