GAL的基本結(jié)構(gòu)_GAL的邏輯結(jié)構(gòu)

GAL的基本結(jié)構(gòu)_GAL的邏輯結(jié)構(gòu)

根據(jù)GAL器件的門陣列結(jié)構(gòu)，可以把現(xiàn)有的GAL器件分為兩大類：一類與PAL器件基本相同，即與門陣列可編程，或門陣列固定連接，這類器件有GAL16V8，ispGAL16Z8等；另一類GAL器件的與門陣列和或門陣列都可編程，GAL39V18就屬于這類器件。前一類GAL器件具有基本相同的電路結(jié)構(gòu)。通用型GAL包括GAL16V8和GAL20V8器件。其中GAL16V8是20腳器件，器件型號(hào)中的16表示最多有16個(gè)引腳作為輸入端，器件型號(hào)中的8表示器件內(nèi)含有8個(gè)OLMC，最多可有8個(gè)引腳作為輸出端。同理，GAL20V8的最大輸入引腳數(shù)是20，GAL20V8是24腳器件。下面以GAL16V8為例，說(shuō)明GAL的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。圖1為GAL16V8的邏輯結(jié)構(gòu)圖，由五部分組成：

（1） 8個(gè)輸入緩沖器（引腳2～9作固定輸入）；

（2）8個(gè)輸出緩沖器（引腳12～19作為輸出緩沖器的輸出）；

（3）8個(gè)輸出邏輯宏單元（OLMC12～19，或門陣列包含在其中）；

（4）可編程與門陣列（由8×8個(gè)與門構(gòu)成，形成64個(gè)乘積項(xiàng)，每個(gè)與門有32個(gè)輸入端）；

（5）8個(gè)輸出反饋/輸入緩沖器（即中間一列8個(gè)緩沖器）。

圖1 GAL16V8的邏輯結(jié)構(gòu)圖

除以上5個(gè)組成部分外，該器件還有1個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘CK的輸入端（引腳1），一個(gè)輸出三態(tài)控制端OE（引腳11）一個(gè)電源VCC端和一個(gè)接地端（引腳20和引腳10，圖中未畫出。通常VCC＝5V）。

GAL的邏輯結(jié)構(gòu)

GAL16V8芯片是具有8個(gè)固定輸入引腳、最多可達(dá)16個(gè)輸入引腳，8個(gè)輸出引腳，輸出可編程的一種GAL器件。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖可見，它由8個(gè)輸入緩沖器、8個(gè)反饋輸入緩沖器、8個(gè)輸出邏輯宏單元OLMC，8個(gè)輸出三態(tài)緩沖器、與陣列和系統(tǒng)時(shí)鐘、輸出選通信號(hào)等組成。其中，與陣列包含32列和64行，32列表示8個(gè)輸入的原變量和反變量及8個(gè)輸出反饋信號(hào)的原變量和反變量；64行表示與陣列可產(chǎn)生64個(gè)與項(xiàng)， 8個(gè)輸出，每個(gè)輸出包括8個(gè)與項(xiàng)。

（1）輸出邏輯宏單元OLMC

OLMC的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。它由一個(gè)8輸入或門、極性選擇異或門、D觸發(fā)器、4個(gè)多路選擇器等組成。

圖中，只要恰當(dāng)?shù)亟o出各控制信號(hào)的值，就能形成OLMC的不同組態(tài)。因此，在適應(yīng)不同要求方面，OLMC給設(shè)計(jì)者提供了最大的靈活性。具體各控制信號(hào)的值是由GAL結(jié)構(gòu)控制字中的相應(yīng)可編程位的狀態(tài)決定的。

（2）結(jié)構(gòu)控制字

GAL16V8由一個(gè)82位的結(jié)構(gòu)控制字控制著器件的各種功能組合狀態(tài)?？刂谱种懈魑坏墓δ苋鐖D3所示。圖中，XOR（n）和AC1（n）字段下面的數(shù)字分別對(duì)應(yīng)器件的輸出引腳號(hào)，指相應(yīng)引腳號(hào)對(duì)應(yīng)的宏單元。

通過(guò)編程結(jié)構(gòu)控制字中的SYN、AC0和AC1（n），輸出邏輯宏單元OLMC（n）可以組成以下5種組態(tài)。

① 專用輸入方式（SYN·AC0·AC1（n）=101）。

② 專用組合型輸出方式（SYN·AC0·AC1（n）=100）。

③ 組合型輸出方式（SYN·AC0·AC1（n）=111）。

④ 寄存器型器件中的組合邏輯輸出方式（SYN·AC0·AC1（n）=011）。

⑤ 寄存器型輸出方式（SYN·AC0·AC1（n）=010）。

上述OLMC組態(tài)的實(shí)現(xiàn)是由開發(fā)軟件和硬件完成的。開發(fā)軟件將選擇與配制控制字的所有位，并自動(dòng)檢查各引線的用法。

（3）行地址布局

GAL器件的可編程陣列包括與陣列、結(jié)構(gòu)控制字、保密位及整體擦除位等。對(duì)其進(jìn)行編程時(shí)是由行地址進(jìn)行映射的。GAL16V8的行地址布局如圖4所示。