一,、通用陣列邏輯器件GAL(Generic Array Logic)

GAL器件特點(diǎn)：可重復(fù)編程至上萬(wàn)次,，編程后的數(shù)據(jù)能保存20年以上。其電路結(jié)構(gòu)在可編程“與或 ”陣列的基礎(chǔ)上,，增加了輸出可編程的邏輯宏單元OLMC(Output Logic Micro Cell)電路,。

現(xiàn)以GAL16V8器件為例加以說(shuō)明，GAL16V8部分電路：

電路采用可編程“與陣” 和固定的“或陣”構(gòu)成,，每個(gè)輸出增加了可編程的輸出邏輯宏單元OLMC電路,。“與陣”中具有8個(gè)專(zhuān)用輸入變量,，8個(gè)反饋?zhàn)兞?，?4個(gè)“與項(xiàng)”；輸出8個(gè)邏輯宏單元,，每個(gè)宏單元中有一個(gè)8輸入的固定或門(mén)。

邏輯宏單元結(jié)構(gòu)：

有兩個(gè)2/1和兩個(gè)4/1多路選擇器,，一個(gè)異或門(mén)和一個(gè)觸發(fā)器等電路,。它們的作用分別說(shuō)明如下，PTMUX(乘積項(xiàng)2/1選擇器)：用來(lái)選擇來(lái)自與陣的第一個(gè)乘積項(xiàng)是否作為或門(mén)的一個(gè)輸入,。TSMUX(4/1三態(tài)選擇器)：決定輸出三態(tài)門(mén)使能控制信號(hào),。OMUX(2/1輸出選擇器)：決定輸出信號(hào)是直接輸出還是經(jīng)寄存器輸出。FMUX(反饋8/1數(shù)據(jù)選擇器)：但輸入只有4個(gè),，選擇反饋信號(hào)接回到“與陣列”的輸入來(lái)源,。

OLMC的工作模式有5種，它由結(jié)構(gòu)控制字中的SYN,，ACO,，ACI(n)，XOR(n) 的狀態(tài)指定,。

(1) SYN＝1,，ACO＝0，ACI(n)＝1：專(zhuān)用工作模式

簡(jiǎn)化等效電路為：

此時(shí)輸出三態(tài)門(mén)輸出高阻態(tài),，I/O只能作為輸入使用,，作為送到相鄰的輸入信號(hào),。

(2)SYN＝1，ACO＝0,，ACI(n)＝0：專(zhuān)用組合輸出模式

簡(jiǎn)化電路如圖：

此時(shí)輸出三態(tài)門(mén)為選通狀態(tài),，電路為一個(gè)組合輸出電路。XOR=0,，輸出為低電平有效,；XOR=1，輸出高電平有效,。

(3)SYN＝1,，ACO＝1，ACI(n)＝1：反饋組合輸出模式

簡(jiǎn)化電路如圖：

輸出三態(tài)門(mén)由第一乘積項(xiàng)選通,，輸出信號(hào)同時(shí)反饋到“與”邏輯陣到的輸入線(xiàn)上,。

(4)SYN＝0，ACO＝1,，ACI(n)＝1：時(shí)序電路中的組合

簡(jiǎn)化電路如圖：

此時(shí)異或門(mén)輸出不經(jīng)過(guò)觸發(fā)器,，而是直接送到輸出端。

(5)SYN＝0,，ACO＝1,，ACI(n)＝0：寄存器輸出模式

簡(jiǎn)化電路如圖：

異或門(mén)輸出經(jīng)過(guò)D觸發(fā)器輸出，其中

反饋至“與”陣作為輸入,。

可見(jiàn),，GAL器件具有靈活的各種輸出電路結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中,，開(kāi)發(fā)軟件又會(huì)根據(jù)用戶(hù)的要求自動(dòng)配置,。因此，時(shí)序型的GAL器件也完全能代替組合型的PAL器件,。除通用型GAL器件外,，還有擴(kuò)展型、異步型,、異或型,、大電流輸出型、低功耗型,、FPLA型和在系統(tǒng)可編程型等GAL,。

二、用PLD器件實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯電路

例：試用GAL16V8設(shè)計(jì)一個(gè)具有同步清零,，同步置數(shù)和保持功能的8421編碼的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器,。

解：設(shè)待設(shè)計(jì)的8421BCD碼十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器如圖所示，其中QC和QB是計(jì)數(shù)器的進(jìn)位及借位輸出,，功能要求如表所示：

該計(jì)數(shù)器的ABEL語(yǔ)言如下：

將該ABEL語(yǔ)言編譯仿真后,，其波形如圖,。