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通用可編程器�
閱讀�12497�(shí)間:2011-05-24 10:22:57

  通用�編程�件(Generic Array Logic,GAL)是Lattice公司�1985年首先推出的新型可編程邏輯器�。在工藝�,通用可編程器件采用了EEPROM的浮柵技�(shù),具有可擦除、可重新編程和可長期保存�(shù)�(jù)等優(yōu)�(diǎn)。在�(jié)�(gòu)�,GAL器件在輸出端�(shè)置了可編程的輸出邏輯宏單�(OLMC-Output Logic Macro Cell),通過編程可以將OLMC�(shè)置成不同的輸出方�。不僅完全兼容PAL,而且比PAL功能更全靀同一型號的GAL器件可以�(shí)�(xiàn)PAL器件所有的各種輸出電路工作模式,即取代了大部分PAL器件�

�(jié)�(gòu)

通用陣列邏輯

  �8�(gè)輸入緩沖�

  �8�(gè)輸出反饋/輸入緩沖�

  �8 �(gè)三態(tài)緩沖�

  �8�(gè)輸出邏輯宏單元OLMC,每�(gè)OLMC對應(yīng)1�(gè)I/O引腳�

  ●由8×8�(gè)與門�(gòu)成的與陣列,共形�64�(gè)乘積�(xiàng),每�(gè)與門� 32 �(gè)輸入�(xiàng),由8�(gè)輸入的原變量、反變量(16)�8 �(gè)反饋信號的原變量、反變量(16)組成,故可編程與陣列共有 32×8×8=2048 �(gè)可編程單��

  ●系�(tǒng)�(shí)鐘CK的輸入緩沖器�

  ●三�(tài)輸出選通信號OE的輸入緩沖器

通用陣列邏輯結(jié)構(gòu)圖

輸出邏輯宏單�

  圖為輸出邏輯宏單元(OLMC)的�(nèi)部結(jié)�(gòu),每�(gè)OLMC包含或門陣列中的一�(gè)或門。一�(gè)或門� 8 �(gè)輸入端,和來自與陣列� 8 �(gè)乘積�(xiàng)(PT)相對�(yīng)。其� 7 �(gè)直接相�,�(gè)乘積�(xiàng)(圖中最上邊的一�(xiàng))�(jīng)PTMUX相連或門輸出為有�(guān)乘積�(xiàng)之和�

輸出邏輯宏單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)

  ●異或門的作用是選擇輸出信號的極�。當(dāng)XOR(n)�1�(shí)� 異或門起反相器作用,否則起同相器作�。XOR(n)是控制字中的一�,n為引腳號�

  ●D觸發(fā)�(寄存�)對異或門的輸出狀�(tài)起記�(存儲)作用,使GAL適用于時(shí)序邏輯電��

  �4�(gè)多路開關(guān)(MUX)在結(jié)�(gòu)控制字段作用下設(shè)定輸出邏輯宏單元的組�(tài)�

  ●PTMUX是乘積項(xiàng)選擇�,在AC1(n)·AC0控制下選擇乘積項(xiàng)或地(0)送至或門輸入端�

  ●OMUX是輸出類型選擇器,在AC1(n)+AC0控制下選擇組合型(異或門輸出)或寄存型(�(jīng)D觸發(fā)器存儲后輸出)邏輯�(yùn)算結(jié)果送到輸出緩沖器�

  ●TSMUX是三�(tài)緩沖器的使能信號選擇�,在AC1(n)和AC1控制下從UCC、地、OE或乘積項(xiàng)中選� 1 �(gè)作為輸出緩沖器的使能信號�

  ●FMUX是反饋源選擇器。在AC1(n)、AC0控制下選擇D觸發(fā)器的Q、本級OLMC輸出、鄰級OLMC的輸出或地電平作為反饋源送回與陣列作為輸入信號�

�(jié)�(gòu)控制�

  通用陣列邏輯的結(jié)�(gòu)控制字共 82 �,每位取值為�1”或�0�,如圖所�。圖中XOR(n)和AC1(n)字段下的�(shù)字對�(yīng)各�(gè)OLMC的引腳號�

GAL的結(jié)構(gòu)控制字

  SYN決定GAL器件是具有寄存器�(�(shí)序型)輸出能力(SYN=0),還是純粹組合型輸出能力(SYN=1)。在OLMC(12)和OLMC(19)中,SYN還替代AC1(n),SYN替代AC0作為FMUX的選擇輸入,以維�(hù)與PAL器件的兼容��

  AC0、AC1(n)方式控制位�8�(gè)OLMC公用1位AC0。AC1(n)� 8 �,每�(gè)OLMC(n)�1位,n為引腳號(12~19)� AC0, AC1(n)兩者配合控制各MUX的工作�

  XOR(n)極性控制位,共8位,每�(gè)OLMC(n)�1位,它通過異或門來控制輸出極�。XOR(n)=0�(shí),輸出低有效;XOR(n)=1�(shí),輸出高有效�

  PT(n)積項(xiàng)禁止�,共64位,和與陣列�64�(gè)乘積�(xiàng)(PT0~PT63)相對�(yīng),用以禁�(屏蔽)某些不用的乘積項(xiàng)。在SYN、AC0、AC1(n)組合控制�,OLMC(n)可組�(tài)配置�5種工作模�。圖�(a)~(e)分別表示不同配置模式下OLMC的等效電�。OLMC組態(tài)的實(shí)�(xiàn),即�(jié)�(gòu)控制字各控制位的�(shè)定都是由開發(fā)軟件和硬件自動完成的�

  從以上分析看出GAL器件由于采用了OLMC,所以使用更加靈活,只要寫入不同的結(jié)�(gòu)控制�,就可以得到不同類型的輸出電路結(jié)�(gòu)。這些電路�(jié)�(gòu)完全可以取代PAL器件的各種輸出電路結(jié)�(gòu)�

工作模式

通用陣列邏輯工作模式

特點(diǎn)

 ?、俨捎秒姴脸嚭透咚倬幊谭椒?,編程方�、快�。整�(gè)芯片改寫只需�(shù)秒鐘,一片可改寫 100 次以��

 ?、诓捎酶咝阅艿腅2CMOS工藝,保證了GAL的高速度和低功耗。存取速度� 12~40 ns,功耗僅為雙極性PAL器件�1/2 � 1/4,編程數(shù)�(jù)可保� 20 年以�。�

  ③采用可編程的輸出邏輯宏單元(OLMC),使得GAL器件對復(fù)雜邏輯門�(shè)�(jì)具有極大的靈活��

 ?、芸深A(yù)置和加電�(fù)位全部寄存器,具� 100%的功能可測試��

 ?、輦溆屑用軉�?,可防止他人抄襲�(shè)�(jì)電路�

 ?、迋溆须娮訕?biāo)�(ES),方便了文檔管理� 提高了生�(chǎn)效率

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