中南大学数字电子技术 8.4 通用阵列逻辑.pdf

8.4 通用阵列逻辑 （GAL） 一、GAL器件的特点 2 1. GAL采用电可擦除的CMOS （E CMOS ）工艺制 造，可反复多次编程 2 . G A L 采 用 可 编程 的输 出逻 辑 宏 单元 O L M C （Output Logic Macro Cell），输出组态灵活，具 有很强的通用性 3. GAL具有加密功能 二、GAL器件的电路结构 1. 常用的GAL器件有GAL16V8和GAL22V10两种系列，它 们的结构基本相同 2. GAL16V8有一个32*64位的可编程与逻辑阵列 3. GAL16V8有8个输出逻辑宏单元 (OLMC) 4.10个输入缓冲器，8个三态输出缓冲器和8个反馈/输 入缓冲器 5.32列表示有16个输入变量，64行表示有64个乘积项， 共有2048个可编程点 6.组成 “或”逻辑阵列的8个或门分别包含于8个OLMC中， 每一个OLMC固定连接8个乘积项，不可编程 三、GAL的输出逻辑宏单元 （OLMC） 1.OLMC的结构特点 （1）OLMC中的或门完成或操作，有8个输入端， 固定接收来 自 “与”逻辑阵列的输出，或门输出 端只能实现不大于8个乘积项的与-或逻辑函数 （2）或门的输出信号送到一个受XOR （n)信号 控制的异或门，完成极性选择，当XOR （n) 0时， 异或门输出与输入 （或门输出）同相，当XOR （n） 1时，异或门输出与输入反相 （3）OLMC 中的四个多路选择器分别是输出数 据选择器OMUX 、乘积项数据选择器PT MUX 、 三态数据选择器TSMUX和反馈数据选择器FMUX ， 它们在控制信号AC （0 ）和AC1 （n）的作用下， 可实现不同的输出电路结构形式。 2.OLMC的五种工作模式 OLMC在SYN，AC (0)，AC1(n)的控制下，可以重新 组态，即可以工作在五种不同模式下： 专用输入模式 专用组合输出模式 带反馈的组合输出模式 时序逻辑的组合输出模式 寄存器输出模式 SYN为0或1用以决定被组态的OLMC是时序或组合逻 辑电路，AC (0)，AC1(n)用以控制OLMC的电路结构， AC (0)是所用OLMC共用的，而AC1 （n）则是每OLMC个单 独具有的。 1）SYN 1，AC0 0，AC1(n) 1时，OLMC （n）的电路结构为专 用输入模式，是组合逻辑电路。此时，引脚1和11可作普通 数据输入端使用，输出三态缓冲器为禁止态而使相应的I/O 端不能作输出只能作输入端使用，并且该输入信号需经邻级 OLMC的FMUX反馈回 “与”逻辑阵列输入。需要注意的是，由 GAL16V8的结构图可见，OLMC （15）和OLMC （16）因无FMUX 相连，故不能作专用输入模式，即101模式。 2）SYN 1，AC （0） 0，AC1(n) 0时，OLMC （n）的电路结构 为专用组合输出模式，是组合逻辑电路。此时，引脚1和11可 作普通数据输入端使用，输出三态缓冲器处于工作状态，输 出始终允许，异或门的输出经OMUX送到三态缓冲器。因为三 态缓冲器是一个反相器，所以XOR （n) 0时输出的组合逻辑函 数为低电平有效，当XOR （n) 1时为高电平有效。当相邻OLMC 的AC1 （m)也为0时，FMUX接地，没有反馈信号，相应的I/O端 只能作纯组合输出而不能作反馈输入使用。 3) SYN 1，AC （0） 1，AC1(n) 1时，OLMC （n）的电路结构 为带反馈的组合输出模式。引脚1和11可作普通数据输入端使 用，输出三态缓冲器由第一乘积项控制，并且三态缓冲器的 输出信号又反馈回 “与”逻辑阵列的输入。在111模式下，只 要有一个OLMC工作在111模式，则8个OLMC必然全工作在111模 式；图8-17中所示的OLMC （19）和OLMC （12），为维持与PAL SYN 器件JEDEC熔丝图的完全兼容，要用 代替AC （0），