在系统可编程技术与应用（第二章）ppt课件.ppt

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1、第二章可编程逻辑器件原理与应用2.1可编程逻辑器件的表示法、基本结构2.2可编程只读存储器2.3可编程阵列逻辑器件PAL2.4通用阵列逻辑器件GAL12.4.1GAL的基本结构2.4.2GAL输出逻辑宏单元OLMC2.4.3结构控制字2.4.4阵列行地址图2.4.5GAL器件的特点2.4通用阵列逻辑器件GAL2通用阵列逻辑GAL（GeneralArrayLogic）采用E2CMOS工艺，具有电擦除、可重复编程和可加密等特点。GAL的输出结构配置了可以任意组态的输出逻辑宏单元OLMC（OutputLogicMa

2、croCell）。2.4.1GAL的基本结构3GAL和PAL在结构上的区别：PAL结构GAL结构适当地为OLMC进行编程，GAL就可以在功能上代替前面讨论过的PAL各种输出类型以及其派生类型图2-344GAL与PAL相比，在结构上的显著特点是输出采用了宏单元（OLMC）。也就是说，PAL可编程与阵列是送到一个固定的或阵列上输出的，而GAL可编程与阵列则是送到OLMC上输出的。通过对OLMC单元的编程，GAL能满足更多的逻辑电路要求，从而使它比PAL具有更多的功能，设计也更为灵活。GAL器件的结构特点5GAL器

3、件型号定义和PAL一样根据输入输出的数量来确定。目前常用GAL器件有GAL16V8和GAL20V8两种，其基本电路结构大致相同，只是器件引脚数和规模不同而已，它们能仿真所有的PAL器件。GAL16V8中16表示器件的输入端数量，8表示输出端数量，V表示输出形式可以改变的普通型。GAL器件型号6GAL16V8和GAL20V8替代的PAL器件7图2-35GAL16V8的外引脚排列图GAL16V8引脚1是时钟输入端，时钟信号不加入与阵列，而是直接加到输出逻辑宏单元(OLMC)；引脚2~9只能做输入端；引脚11是输出

4、使能输入端；引脚12~19由三态门控制，既可以做输入也可以做输出。88个OLMC输出逻辑宏单元8个输出三态缓冲器输入口8个输入缓冲器时钟信号输入共用一个时钟CLK输出选通信号输入缓冲器可编程与阵列图2-36GAL16V8逻辑框图8个输出反馈/输入缓冲器98个输入缓冲器和8个输出反馈/输入缓冲器8个输出逻辑宏单元OLMC，8个三态缓冲器，每个OLMC对应1个I/O引脚。由8×8个与门构成的与阵列，共形成64个乘积项，每个与门有32个输入项，由8个输入的原变量、反变量(16)和8个反馈信号的原变量、反变量(1

5、6)组成，故可编程与阵列共有32×8×8=2048个可编程单元。系统时钟CK和三态输出选通信号OE的输入缓冲器。102.4.2GAL输出逻辑宏单元OLMCGAL输出逻辑宏单元OLMC的组成：一个或门一个异或门一个D触发器四个数据选择器MUX输出数据选择器(OMUX)、乘积项数据选择器(PTMUX)三态数据选择器(TSMUX)反馈数据选择器(FMUX)一些门电路组成的控制电路。11输出逻辑宏单元OLMC由或门、异或门、D触发器、多路选择器MUX、时钟控制、使能控制和编程元件等组成。组合输出时序输出图2-37输

6、出逻辑宏单元结构图12输出逻辑宏单元结构图图2-37输出逻辑宏单元结构图13FMUX的控制功能表14每个OLMC包含或门阵列中的一个或门。一个或门有8个输入端，和来自与阵列的8个乘积项(PT)相对应。其中7个直接相连，第一个乘积项（图中最上边的一项）经PTMUX相连，或门输出为有关乘积项之和。异或门用于控制输出信号的极性。当XOR(n)为1时，异或门起反相器作用，否则起同相器作用。XOR(n)是控制字中的一位，n为引脚号。15D触发器(寄存器)对异或门的输出状态起记忆(存储)作用，使GAL适用于时序逻辑电

7、路。4个多路开关(MUX)在结构控制字作用下设定输出逻辑宏单元的组态。PTMUX是乘积项选择器，在AC1(n)·AC0控制下选择第一乘积项或地(0)送至或门输入端。OMUX是输出数据选择器，在AC1(n)+AC0控制下选择组合型(异或门输出)或寄存型(经D触发器存储后输出)逻辑运算结果送到输出缓冲器。16TSMUX是三态数据选择器，在AC1(n)和AC0控制下从UCC、地、OE或第一乘积项中选择1个作为输出缓冲器的使能信号。FMUX是反馈数据选择器。在AC1(n)、AC0控制下选择D触发器的Q、本级OLM

8、C输出、邻级OLMC的输出或地电平作为反馈源送回与阵列作为输入信号。17输出逻辑宏单元对AC1(n)和AC0进行编程决定PTMUX、TSMUX、OMUX和FMUX的输出，共有5种工作模式：专用输入专用组合输出反馈组合输出时序电路中的组合输出寄存器输出8个宏单元可以处于相同的模式，或者有选择地处于不同模式。OLMC的5种工作模式18OLMC结构控制字与其五种工作模式、输出极性的关系19（1）OLMC专