《数字逻辑》教学课件 第九章(4).pptVIP

第四节 通用阵列逻辑( GAL ); 与门阵列有64条行线和32条列输入线。8个与门构成一个阵列块,每个阵列块有8条行线,每条行线各接1个与门。最上面的与门输出为第一与项。32条列输入线分别同8个输入缓冲器和8个反馈缓冲器的32个输出相接。其中0 、2 、…、30等偶数号列输入线与缓冲器的原变量输出端相接,而奇数号列输入线与缓冲器的反变量输出端相接,或阵列由8个或门组成(画在输出逻辑宏单元中)。; 2. GAL16V8的控制字 GAL的输出之所以可以编程,是靠改变结构控制字来实现的。通过编程可以得到多种模式及输出组态。GAL的控制字有五种。它们分别是: SYN: 同步控制字 1位,8个输出逻辑宏单元共用; AC0 : 结构控制字 1位,8个输出逻辑宏单元共用; AC1(n): 结构控制字 8位,每个输出逻辑宏单元一个; XOR(n): 极性控制字 8位,每个输出逻辑宏单元一个; PT: 乘积项禁止控制字 64位,每个与门一个。; 3. 输出逻辑宏单元OLMC( Output Logic Macro Cell ) 图9-32示出了OLMC的电路结构。它由或门、异或门、 D触发器、2个控制门、4个数据选择器构成。PTMUX和OMUX是2选1数据选择器。TSMUX和FMUX是4选1数据选择器。FMUX形式上有3个控制端,分别是AC0 ,AC1(n), AC1(m)。但是,当AC0 =0时,AC1(n)不起作用,而AC0 =1时, AC1(m)不起作用。;图9-32 输出逻辑宏单元OLMC; D触发器用来存储异或门的输出信号,以满足时序电路的需要。8个OLMC中的D触发器均受来自1号引脚的CP信号控制。这就决定了只有8个OLMC全都为组合电路时,1号引脚才可能用来作组合电路的一个输入。 PTMUX称为乘积项多路开关。PTMUX的数据信号分别来自地电平和本组与阵列的第一与项。这两个数据信号哪个能成为或门的输入,要由与非门G1的输出来决定。当AC0和AC1(n)全为1时,地电平被选中称为或门的输入。而AC0和AC1(n)中至少有一个为0时,则第一与项成为或门的输入。可见,PTMUX的主要功能是在AC0和AC1(n)2个控制字控制下,用来决定第一与项是否成为或门的输入信号。; OMUX称为输出多路开关。OMUX的数据信号分别来自D触发器的Q端和异或门的输出。当AC0和AC1(n)等于10时,G2门输出为1。此时,Q端和输出三态缓冲器接通,成为时序电路。在AC0和AC1(n)为其他值时,G2门输出为0 ,这时把D值送到输出三态缓冲器,成为组合电路。OMUX功能是在AC0和AC1(n)控制下,决定输出是组合电路还是时序电路。; TSMUX称为三态多路开关。它用来从VCC、地电平、OE、第一与项这4路信号中选出1路信号作为输出三态缓冲器的三态控制信号。当AC0和AC1(n)为11时,取标记为11的第一与项作为输出缓冲器的三态控制信号, 第一与项是0还是1由用户编程决定; 为10时,取OE作为三态控制信号; 为01时, 取地电平作为三态控制信号,输出呈高阻态;为00时,取VCC为三态控制信号,输出缓冲器被选通。; FMUX称为反馈多路开关。它用来从D触发器的Q端,本级输出,地电平这4路信号中选出1路作为反馈信号,反馈到与阵列。当AC0和AC1(n)为10时,反馈信号来自Q端; AC0和AC1(n)为11时,反馈信号来自本级输出端; AC0和AC1(m)为01时,反馈信号来自邻级输出;AC0和AC1(m)为00时,反馈信号来自地电平。图中符号“×”不予考虑。;4. GAL的工作模式和逻辑组态 GAL16V8 、GAL20V8系列器件的OLMC有寄存器模式、复杂模式、简单模式三种工作模式。编译软件根据用户源文件中输出引脚定义方程的类型,自动设置SYN和AC0控制字的值,从而设定OLMC工作在哪种工作模式。也就是说OLMC工作模式的设定是用户通过输出引脚定义方程来确定的。用户源文件中的输出引脚定义方程式有A型、B型、C型三种。它们与工作模式的关系如表9-5所示。;表9-5 OLMC的工作模式同引脚定义方程式的关系; 编译软件见到用户源文件中引脚定义方程中只要有A型,就将SYN和AC0自动设置为SYNAC0 =01 ,各OLMC设定为寄存器模式。若源文件中引脚定义方程全是B型,编译软件将SYN和AC0自动设置为SYNAC0=11,各OLMC设定为复杂模式。若输出引脚定义方程全是C型,或者部分是C型,而另一部分输出引脚定义为输入,SYN和AC0被自动设置SYNAC0=10 ,