时序可编程通用阵列逻辑器件GAL详解

"ch时序可编程通用阵列逻辑器件(共16张PPT).pptx" 本文将深入探讨时序可编程通用阵列逻辑器件（GAL），这是一种在PLA（可编程逻辑阵列）和PAL（可编程阵列逻辑）基础上发展起来的增强型数字逻辑器件。GAL器件的出现旨在克服PAL的一些限制，提供更灵活和通用的输出功能。 首先，GAL的主要优点在于其输出结构的灵活性。与PAL相比，GAL的输出端配备了可编程的输出逻辑宏单元（OLMC）。这一特性使得设计者能够通过编程将OLMC配置为不同的工作状态，从而实现PAL的5种输出工作模式。这意味着GAL能够在同一片芯片上实现多种功能，增加了设计的灵活性，增强了器件的通用性。 其次，GAL采用了双极型熔丝工艺，这使得一旦编程完成，其逻辑功能就固定下来，无法再进行修改。尽管这意味着一次性的编程，但这也保证了器件的稳定性。相比之下，PAL使用了电可擦除的E2CMOS工艺，允许用户多次编程，但可能在可靠性方面稍逊一筹。 在时序可编程逻辑器件的种类中，除了GAL，还有复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）。CPLD通常包含多个逻辑单元块，类似于独立的GAL器件，通过共享的可编程开关阵列实现逻辑块间的连接，提供了较高的集成度。而FPGA则更进一步，由大量的可编程逻辑模块组成，通过分布式可编程互联线构建复杂的逻辑电路，适合实现多级逻辑功能，拥有更高的集成密度和应用灵活性，广泛应用于系统级芯片（SOC）设计。 GAL的电路结构与PAL类似，由可编程的与逻辑阵列、固定的或逻辑阵列以及输出电路组成。但是，GAL的独特之处在于它的OLMC，这使得它可以产生组合逻辑和时序逻辑电路的输出。例如，GAL16V8这个特定型号，它有32行64列的可编程与阵列，8个输入缓冲器，2到98个三态输出缓冲器，以及12到198个OLMC，通过这些组件，GAL16V8可以实现各种复杂的逻辑功能。 此外，GAL还包含了数据选择器，如乘积项数据选择器和输出数据选择器，这些都是实现其灵活逻辑功能的关键组成部分。这些数据选择器可以用于根据编程设定来选择特定的输入信号路径，从而生成所需的输出。 时序可编程通用阵列逻辑器件GAL是电子设计领域中的一个重要工具，它提供了比传统PAL更高程度的定制化和灵活性，适应了不断发展的数字逻辑系统的需求。无论是用于简单的逻辑操作还是复杂的时序控制，GAL都展示出了其强大的设计潜力和实用性。