可程式陣列邏輯

可程式陣列邏輯

可程式陣列邏輯,英語縮寫PAL(programmable array logic)。由可程式的與陣列、固定的或陣列和輸出反饋單元組成的一種可程式邏輯器件。PAL器件由可程式的與陣列、固定的或陣列和輸出反饋單元組成。 不同型號有不同的輸出和反饋結構,適用於各種組合邏輯電路和時序邏輯電路的設計。

主要結構

輸出和反饋結構由可程式的與陣列和固定的或陣列組成,沒有輸出反饋信號,輸入和輸出引出端是固定的,不能由用戶自行定義。只適用於簡單的組合邏輯電路設計。

輸入和輸出型結構

具有三態輸出緩衝器和反饋緩衝器。反饋緩衝器可使三態輸出反饋到與陣列輸入端,構成簡單的觸發器,使輸出具有記憶功能。用戶通過編程可以控制三態輸出緩衝器的狀態,從而實現對輸入/輸出引出端數目的任意配置。利用可程式輸入/輸型PAL器件,可設計編碼器、解碼器、數據選擇器等組合邏輯電路,也可完成串列數據移位和循環等操作。

帶反饋的暫存器型結構

具有記憶功能,由於整個器件只有一個共用時鐘和一個輸出使能輸入端,因此可以構成計數器等同步時序邏輯電路。

帶異或的暫存器型結構

與陣列的輸出分成兩組相或,經異或運算後加到D觸發器的輸入端,使得邏輯電路的設計更加靈活、方便。

算術選通反饋型結構

在異或型PAL的基礎上增加算術選通電路,產生輸入信號和反饋信號的4個最大項。 算術選通電路產生的4個最大項,加到與陣列輸入端,通過對與陣列編程,可得到16種邏輯組合輸出。
算術選通反饋型PAL器件,主要用於實現快速的加、減、大於、小於等算術邏輯電路。

異步可程式暫存器輸出型結構

有4個乘積項作為專用乘積項,分別控制三態輸出緩衝器、D觸發器的時鐘、置位和復位,可實現輸入/輸出端的動態配置和器件中各觸發器的異步控制。在或門和D觸發器之間增加了一個可程式異或門,其中一個輸入端是或門的輸出,另一個是可程式異或門輸出極性控制端。通過對輸出極性控制端編程,可以改變觸發器輸入信號的極性。
這種結構的PAL器件特別適合設計複雜的異步時序邏輯電路。

乘積項公用輸出結構

相鄰兩個邏輯單元乘積項可同時接到兩個或門。

PAL22V10的宏單元由一個觸發器和兩個可程式多路選擇器組成,通過對兩個多路選擇器進行編程,每個宏單元可以設定4種輸出結構形式和兩種反饋信號,因而具有更強的通用性和靈活性。

主要套用

PAL器件速度快,功耗低,並有多種結構類型,可用來設計各種組合邏輯電路和時序邏輯電路。設計時主要考慮以下幾個方面:
(1)一個PAL器件的輸入/輸出引出端總數是有限的。
(2)每個PAL器件輸出乘積項數目是有限的。
(3)在具有暫存器和宏單元結構的PAL器件中,當邏輯單元中的暫存器作為內部反饋暫存器使用時,需占用一個邏輯單元,則對應的輸出引出端不能再作它用;當邏輯單元作為組合輸出時,也占用一個邏輯單元,其內部暫存器也不能使用。

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