通用阵列逻辑(GAL)

简介：
通用阵列逻辑（GAL）是一种可编程逻辑器件，支持多次擦除和重编程功能，广泛应用于数字电路设计中以实现灵活的硬件解决方案。 GAL（Generic Array Logic）通用阵列逻辑是由美国Lattice半导体公司在20世纪80年代中期推出的一种可编程逻辑器件。它具备可擦写、重复编程以及加密的特点，极大提升了电子设计的灵活性。其功能通过一个可编程与阵列和固定或阵列实现；部分型号甚至两者均可编程。 GAL主要包含有GAL16V8、GAL20V8及GAL22V10等器件，它们具有不同的输入输出脚数以适应各种逻辑设计需求。比如，GAL16V8拥有16个输入和8个输出脚；而GAL20V8则有20个输入和同样数量的输出脚；至于GAL22V10，则配备有22个输入与10个输出脚。这些器件能够执行包括组合逻辑、时序逻辑以及双向或三态操作在内的多种逻辑任务。 在GAL16V8中，关键结构是其内部的输出逻辑宏单元（OLMC）。该单元包含一个具有八个输入端口的或门电路、一个D触发器和四个数据选择器，此外还有控制电路。ACO、AC1(n)、AC1(m)及XOR(n)这些参数用于设定OLMC的操作模式；它支持专用输入输出模式以及反馈组合与寄存器输出等逻辑功能，从而为实现复杂逻辑提供了可能性。 GAL16V8的编程单元基于E2CMOS技术，每个交叉点都配备了一个这样的单元。通过编程可以创建所需的逻辑连接关系。这些单元按照行排列，其中前32行用于设定与阵列中的逻辑；而后32行则包括特殊功能设置。总共可生成多达64个乘积项以构建复杂的逻辑表达式。 GAL16V8的一大优点在于其OLMC的高度灵活性，几乎能够实现所有小型逻辑设备的功能。然而，它也存在一些限制，例如只能处理同步时序逻辑，并且OLMC中的D触发器不支持异步置位与清零操作，在某些应用场景下可能会带来不便。 随着高密度PLD器件的发展，OLMC结构变得更加复杂化了；它们通常提供全局和局部的时钟输入选项、可以同时管理同步及异步逻辑并支持异步复位功能。这些改进为现代电子设计提供了更为灵活且强大的工具，使电路设计师能够在硬件层面迅速实现复杂的逻辑操作。