ch066康华光数字电子技术第六版.pptx

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1、（1）通用阵列逻辑（GAL）在PLA和PAL基础上发展起来的增强型器件.电路设计者可根据需要编程，对宏单元的内部电路进行不同模式的组合，从而使输出功能具有一定的灵活性和通用性。1.时序可编程逻辑器件的主要类型（2）复杂可编程逻辑器件（CPLD）集成了多个逻辑单元块，每个逻辑块就相当于一个GAL器件。这些逻辑块可以通过共享可编程开关阵列组成的互连资源，实现它们之间的信息交换，也可以与周围的I/O模块相连，实现与芯片外部交换信息。第1页/共16页芯片内部主要由许多不同功能的可编程逻辑模块组成，靠纵横交错的分布式可编程互联线连接起来，可构成极其复杂的逻辑电路。它更适合于实现多级逻辑功能，并且具有更高

2、的集成密度和应用灵活性在软件上，亦有相应的操作系统配套。这样，可使整个数字系统（包括软、硬件系统）都在单个芯片上运行，即所谓的SOC技术。（3）现场可编程门阵列（FPGA）第2页/共16页（2）输出结构类型太多，给设计和使用带来不便。（2）输出端设置了可编程的输出逻辑宏单元（OLMC）通过编程可将OLMC设置成不同的工作状态，即一片GAL便可实现PAL 的5种输出工作模式。器件的通用性强；3.GAL的优点：（1）由于采用的是双极型熔丝工艺，一旦编程后不能修改；2.PAL的不足：（1）采用电可擦除的E2CMOS工艺可以多次编程；（3）GAL工作速度快，功耗小第3页/共16页可编程与阵列（32X6

3、4位）6.6.1 GAL的结构GAL16V8的结构为例8个输入缓冲器298个反馈/输入缓冲器8个三态输出缓冲器12198个输出逻辑宏单元OLMC输出使能缓冲器第4页/共16页6.6.2 GAL中的输出逻辑宏单元 寄存器型PAL如图所示，在组合PLD基础上增加了D触发器，并反馈回到输入与阵列，满足时序电路设计要求。1.寄存器型PAL第5页/共16页 GAL的电路结构与PAL类似，由可编程的与阵列、固定的或阵列和输出电路组成，但GAL的输出端增设了可编程的的输出逻辑宏单元（OLMC）。通过编程可将OLMC设置为不同的工作状态，可实现PAL的所有输出结构，产生组合、时序逻辑电路输出。2.GAL中的输

4、出宏单元第6页/共16页数据选择器第7页/共16页乘积项数据选择器(2选1)输出数据选择器(2选1)三态数据选择器(4选1)反馈数据选择器(4选1)4个数据选择器：用不同的控制字实现不同的输出电路结构形式第8页/共16页乘积项数据选择器：根据AC0和AC1(n)决定与逻辑阵列的第一乘积项是否作为或门的一个输入端。只有在G2的输出为1时，第一乘积项是或门的一个输入端。(1)输入电路由乘积项数据选择器(2选1)PTMUX控制第9页/共16页(2)原变量/非变量输出电路由异或门控制异或门输出为或门输出OR(n)与XOR(n)进行异或运算。XOR(n)=0，则D(n)=OR(n)，若XOR(n)=1，

5、则D(n)=OR(n)。第10页/共16页OMUX：根据AC0和AC1(n)决定OLMC是组合输出还是寄存器输出模式（3）输出电路由数据选择器(2选1)OMUX控制第11页/共16页由三态数据选择器(4选1)控制输出选择器的选通端SEL 三态数据选择器受AC0和AC1(n)的控制，用于选择输出三态缓冲器的选通信号。可分别选择VCC、地、OE和第一乘积项。工作AC0 AC1(n)TX（输出）0 1地电平0 0VCC1 0OE1 1第一乘积项工作高阻OE=1，工作OE=0，高阻1，工作0，高阻三态缓冲器的工作状态第12页/共16页FMUX：根据AC0和AC1(n)的不同编码，使反向传输的电信号也对

6、应不同。反馈数据选择器(4选1)FMUX第13页/共16页6.6.3 GAL的结构控制字GAL16V8的结构控制字共有82位，它们的定义如图。每个OLMC有2个编程单元AC1(n)和XOR(n)，一个全局编程单元AC0，同步控制单元SYN。第14页/共16页 时序电路的分析，首先按照给定电路列出各逻辑方程组、进而列出状态表、画出状态图和时序图，最后分析得到电路的逻辑功能。时序电路的设计，首先根据逻辑功能的需求，导出原始状态图或原始状态表，有必要时需进行状态化简，继而对状态进行编码，然后根据状态表导出激励方程组和输出方程组，最后画出逻辑图完成设计任务。小 结时序逻辑电路一般由组合电路和存储电路两部分构成。它们在任一时刻的输出不仅是当前输入信号的函数，而且还与电路原来的状态有关。时序电路可分为同步和异步两大类。逻辑方程组、状态表、状态图和时序图从不同方面表达了时序电路的逻辑功能，是分析和设计时序电路的主要依据和手段。第15页/共16页感谢您的观赏！第16页/共16页