1.可编程阵列逻辑
可编程阵列逻辑（PAL）从结构上分成与阵列、或阵列和输出电路三部分，主要特征是与阵列可编程，而或阵列固定不变。图7－11所示为PAL的结构。
图7－11 PAL的结构
PAL备有多种输出结构，不同型号的芯片对应一种固定的输出结构。使用时根据需要选择合适的芯片。常见的有以下几种：
（1）专用输出结构。这种结构的输出端只能输出信号，不能兼作输入。它只能实现组合逻辑函数。目前常用的产品有PAL10H8、PALI0L8等。
（2）可编程I／O结构。这种结构的输出端有一个三态缓冲器，三态门受一个乘积项的控制，当三态门禁止，输出呈高阻状态时，I／O引脚作输入用；当三态门被选通时，I／O引脚作输出用。
（3）寄存器输出结构。这种结构的输岀端有一个D触发器，在使能端的作用下，触发器的输出信号经三态门缓冲输出。可见，此PAL能记忆原来的状态，从而实现时序逻辑功能。
（4）异或型输出结构。这种结构的输出部分有两个异或门，它们的输出经异或门进行异或运算后再经D触发器和三态缓冲器输出，这种结构便于对与或逻辑阵列输出的函数求反，还可以实现对寄存器状态进行维持操作。
PAL具有以下三个优点：
（1）提高了功能密度，节省了空间。通常一片PAL可以代替4～12个SSI或2～4个MSI。同时，虽然PAL只有20多种型号，但可以代替90%的通用器件，因而进行系统设计时可以大大减少器件的种类。
（2）提高了设计的灵活性，且编程和使用都比较方便。
（3）有上电复位功能和加密功能，可以防止非法复制。
PAL共有21种，通过不同的命名可以区别。PAL的命名如图7－12所示。
2.通用可编程逻辑器件（GAL）
通用可编程逻辑器件（GAL）芯片是20世纪80年代初由美国Lattice半导体公司研制推出的一种通用型和逻辑处理能力较强、性能指标较高的一种PLD器件。它采用高速的电可擦除的E2 CMOS工艺，具有速度快、功耗低、集成度高等特点。GAL器件的每一个输出端都有一个组态可编程的输出逻辑宏单元OLMC，通过编程可以将GAL设置成不同的输出方式。这样，具有相同输入单元的GAL可以实现PAL器件所有的输出电路工作模式，故而称为通用可编程逻辑器件。
图7－12 PAL的命名
GAL与PAL的区别如下：
PAL是PROM熔丝工艺，为一次编程器件，而GAL是E2 PROM工艺，可重复编程。
PAL的输出是固定的，而GAL用一个可编程的输出逻辑宏单元（OLMC）作为输出电路。GAL比PAL更灵活，功能更强，应用更方便，几乎能替代所有的PAL器件。(www.xing528.com)
GAL分为两大类：一类是普通型，它的与、或结构与PAL相似，如GAL16V8，GAL20V8等；另一类为新型，其与、或阵列均可编程，与PLA相似，主要有GAL39V8。
下面以普通型GAL16V8为例简要介绍GAL的基本特点，它的逻辑图如图7－13所示。
1）GAL的基本结构
（1）8个输入缓冲器和8个输出反馈／输入缓冲器。
（2）8个输出逻辑宏单元OLMC和8个三态缓冲器，每个OLMC对应一个I／O引脚。
（3）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（16）组成，故可编程与阵列共有32×8×8＝2 048个可编程单元。
（4）系统时钟CK和三态输出选通信号OE的输入缓冲器。GAL器件没有独立的或阵列结构，各个或门放在各自的输出逻辑宏单元（OLMC）中。
图7－13 GAL16V8的逻辑图
2）输出逻辑宏单元的结构
OLMC由或门、异或门、D触发器和4个多路开关（MUX）组成。它的逻辑图如图7－14所示。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。异或门的作用是选择输出信号的极性。D触发器（寄存器）对异或门的输出状态起记忆（存储）作用，使GAL适用于时序逻辑电路。4个多路开关（MUX）在结构控制字段作用下设定输出逻辑宏单元的状态。
3）GAL的结构控制字
GAL的结构控制字共82位，每位取值为1或0，如图7－15所示。SYN，XOR，AC1，AC0相互配合，控制8个OLMC的输出状态，可组态配置成5种工作模式，如表7－1所示，只要写入不同的结构控制字，就可以得到不同类型的输出电路结构。
图7－14 OLMC的逻辑图
图7－15 GAL的结构控制字
表7－1 GAL的5种工作模式
从以上分析可看出，GAL器件由于采用了OLMC，因而使用更加灵活，只要写入不同的结构控制字，就可以得到不同类型的输出电路结构。这些电路结构完全可以取代PAL器件的各种输出电路结构。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
