可編程陣列邏輯器件pal是七十年代后期推出的pld。目前市場銷售的多種pal的基本門陣列結(jié)構(gòu)是相似的,如圖所示。它采用了陣列邏輯技術(shù),其中可編程與陣列和固定或陣列是構(gòu)成各種邏輯電路的核心。它用雙極型工藝制作,熔絲編程方式,通過對與邏輯陣列編程和觸發(fā)器輸出到與邏輯陣列的反饋線可實現(xiàn)組合邏輯電路、時序邏輯電路和組合時序混合邏輯電路。
圖1 pal的電路結(jié)構(gòu) 圖2 編程后的pal電路
一個16×4(16與門×4或門)pal的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它是由可編程的與門陣列和固定連接的或門陣列,以及其它附加的輸出電路組成。與陣列的可編程使器件具有很多輸入端,而固定的或陣列又使器件體積小、速度快。在尚未編程前,與邏輯陣列所有的交叉點均有快速熔絲連通。編程時將有用的熔絲保留,無用的熔絲熔斷,就得到所需的電路。它實現(xiàn)了四種不同功能的邏輯函數(shù)。
圖2所示電路pal器件內(nèi)部只有與陣列和或陣列,這類器件適合構(gòu)成組合邏輯電路。除此以外,pal的輸出單元有多種結(jié)構(gòu)類型,如帶反饋的陣列型、帶反饋的寄存器型和異或型多種形式的輸出、反饋電路結(jié)構(gòu)。其中pal的寄存器輸出結(jié)構(gòu)如圖3所示。它在輸出三態(tài)緩沖器和與或邏輯陣列輸出之間串入了由d觸發(fā)器組成的寄存器,并將觸發(fā)器輸出狀態(tài)反饋到與邏輯陣列的輸入端,該反饋功能使pal電路具有記憶功能,并能方便地組成各種時序邏輯電路。該電路在d觸發(fā)器和與和或邏輯陣列之間還可增設(shè)異或門,不僅可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保持操作,而且可對與-或邏輯陣列輸出的函數(shù)求反。在圖3所示的編程情況下,當(dāng)i1=0時,d1=q2,當(dāng)i1=1時d1=q2,q2在時鐘信號clk到來后翻轉(zhuǎn),即q2n+1=q2n 。而對下一個觸發(fā)器,當(dāng)i2=0時,d2=q2i1+q1q2;當(dāng)i2=1時,d2=y2=q2i1+q1q2,即得y2的反函數(shù)。
pal有多種結(jié)構(gòu)類型,用戶可根據(jù)使用需要,選擇其陣列結(jié)構(gòu)大小、輸入輸出的方式,以實現(xiàn)所需的各種邏輯功能。
圖3 pal的帶異或門的寄存器輸出結(jié)構(gòu)