數(shù)字電子技術(shù) 第六版 課件 10ch3 通陣列邏輯GAL

第10章可編程邏輯器件10.3

通用陣列邏輯（GAL）10.3.1GAL的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10.3.2GAL16V8的電路結(jié)構(gòu)10.3.1GAL的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相同點(diǎn)基本結(jié)構(gòu)都是由固定的或陣列和可編程的與陣列組成不同點(diǎn)

GAL可進(jìn)行多次編程，重復(fù)使用，輸出電路采用可編程的邏輯宏單元(即OutputLogicMacro-Cell，簡稱OLMC)，可方便地組成多種不同的輸出組態(tài)，而PAL為固定輸出，因此，GAL比PAL靈活，功能更強(qiáng)，使用方便，可替代所有PAL器件。GAL和PAL在結(jié)構(gòu)上的異同點(diǎn)10.3.2GAL16V8的電路結(jié)構(gòu)采用CMOSE2POM工藝，可電擦除、可重復(fù)編程。VCCGAL16V8I/OI/OI/OOEI/OI/OI/OI/OI/OCLKIIIIIIIIGND12345678910111220191817161514138個(gè)輸入端8個(gè)I/O端1個(gè)時(shí)鐘輸入端1個(gè)輸出使能控制輸入端一、GAL16V8的引腳和組成

二、GAL16V8邏輯圖可編程與陣列(64

32)1CLK2I3I4I5I6I7I8I9II/O19I/O18I/O17I/O16I/O15I/O14I/O13I/O12OE11與陣列

輸入電路

輸出邏輯宏單元（OLMC）

中含有或門、D觸發(fā)器和多路選擇器等，通過對OLMC

編程可得到組合電路輸出、時(shí)序電路輸出、雙向I/O端等多種工作組態(tài)。反饋緩沖器和三態(tài)輸出緩沖器三、

GAL16V8簡化邏輯圖可編程與陣列(64

32)1CLK2I3I4I5I6I7I8I9II/O19I/O18I/O17I/O16I/O15I/O14I/O13I/O12OE11

與陣列的作用是產(chǎn)生輸入信號的乘積項(xiàng)。其輸入信號為8個(gè)輸入端提供的原、反變量和8個(gè)反饋輸入端提供的原、反變量。產(chǎn)生這些變量的乘積項(xiàng)，則由對與陣列的編程決定。

時(shí)鐘輸入端，提供時(shí)序電路所需要的時(shí)鐘信號。輸出使能控制輸入端。它作為全局控制信號控制各I/O端的工作方式。三、GAL16V8簡化邏輯圖四、OLMC的結(jié)構(gòu)和輸出組態(tài)

輸出邏輯宏單元主要由8輸入或門、D

觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器和控制門電路組成。1、OLMC的結(jié)構(gòu)

異或門用于控制OLMC輸出信號的極性。對數(shù)據(jù)選擇器編程，可獲得不同輸出組態(tài)，編程通過寫結(jié)構(gòu)控制字寄存器來實(shí)現(xiàn)。1、OLMC的結(jié)構(gòu)四、OLMC的結(jié)構(gòu)和輸出組態(tài)

異或門：用于控制OLMC輸出信號的極性。當(dāng)XOR(n)

=0

時(shí)，D=B

XOR(n)

=B

，輸出為或門輸出的原變量；當(dāng)XOR(n)

=1

時(shí)，

D=B

XOR(n)

=B

，輸出為或門輸出的反變量。因此，利用XOR

(n)的取值不同，使GAL的OLMC輸出極性可以編程。XOR(n)為輸出極性控制字。1、OLMC的結(jié)構(gòu)四、OLMC的結(jié)構(gòu)和輸出組態(tài)

乘積項(xiàng)數(shù)據(jù)選擇器PTMUX：主要用于選擇第1與項(xiàng)P1

作為8輸入或門的輸入信號。當(dāng)G1

的輸出

PT=AC0

·AC1(n)=1時(shí)，PTMUX選擇第1與項(xiàng)作為或門的輸入信號；當(dāng)PT=0

時(shí)，PTMUX輸出0，這時(shí)第1與項(xiàng)P1

不能作為或門的輸入信號。1、OLMC的結(jié)構(gòu)四、OLMC的結(jié)構(gòu)和輸出組態(tài)

三態(tài)數(shù)據(jù)選擇器TSMUX：主要用于選擇三態(tài)輸出緩沖器的使能信號，控制它的工作狀態(tài)。當(dāng)AC0、

AC1(n)為00

時(shí)，TSMUX輸出VCC，三態(tài)輸出緩沖器處于工作狀態(tài)；當(dāng)AC0、AC1(n)

為01

時(shí)，TSMUX輸出0，三態(tài)輸出緩沖器輸出處于高阻狀態(tài)；當(dāng)AC0、AC1(n)

為10

時(shí)，三態(tài)輸出緩沖器受外部輸入OE信號控制；當(dāng)AC0

、AC1(n)為11

時(shí)，三態(tài)輸出緩沖器受第1與項(xiàng)

P1

控制。1、OLMC的結(jié)構(gòu)四、OLMC的結(jié)構(gòu)和輸出組態(tài)

反饋數(shù)據(jù)選擇器FMUX:主要用于選擇不同來源的輸入信號反饋到與陣列的輸入端。FMUX的輸入信號有4個(gè)來源：①來自D

觸發(fā)器的Q端；②來自本級的I/O端；③來自相鄰m單元OLMC的輸出；④來自低電平0

（地）。1、OLMC的結(jié)構(gòu)四、OLMC的結(jié)構(gòu)和輸出組態(tài)

輸出數(shù)據(jù)選擇器OMUX:主要用于控制輸出是為組合輸出還是寄存器輸出。當(dāng)OM=0

時(shí)，OMUX選擇異或門輸出送到三態(tài)輸出緩沖器的輸入端，這時(shí)為組合輸出方式；當(dāng)OM=1

時(shí)，OMUX選擇Q送到三態(tài)輸出緩沖器的輸入端，這時(shí)為寄存器輸出方式。GAL16V8的結(jié)構(gòu)控制字寄存器有82位，其中有64位是用于控制與陣列中的64個(gè)與門，其余18位用于控制8個(gè)OLMC。2、GAL16V8的結(jié)構(gòu)控制字GAL16V8的結(jié)構(gòu)控制字的組成2、GAL16V8的結(jié)構(gòu)控制字GAL16V8的結(jié)構(gòu)控制字的組成

同步位SYN:只有1位，8個(gè)OLMC共用，用于控制OLMC組合邏輯電路還是時(shí)序邏輯電路。

極性控制位XOR(n)：共有8位，每個(gè)OLMC為1位，用于控制各個(gè)OLMC的輸出極性。

結(jié)構(gòu)控制位AC0、AC1(n):AC0為1位，8個(gè)OLMC共用；AC1(n)

為8位，每個(gè)OLMC有1位。AC0、AC1(n)

與SYN配合使用，實(shí)現(xiàn)控制輸出邏輯宏單元的輸出組態(tài)。

結(jié)構(gòu)控制位AC0、AC1(n):AC0為1位，8個(gè)OLMC共用；AC1(n)

為8位，每個(gè)OLMC有1位。AC0、AC1(n)

與SYN配合使用，實(shí)現(xiàn)控制輸出邏輯宏單元的輸出組態(tài)。寄存器輸出時(shí)序電路組合輸出專用組合輸出組合雙向I/O專用組合輸入3、GAL16V85種輸出組態(tài)

在用GAL器件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，OLMC的結(jié)構(gòu)控制字寄存器的設(shè)置是由開發(fā)系統(tǒng)軟件自動(dòng)完成的，不需