1、第一節(jié) PAL 器件的基本結(jié)構(gòu)和工作原理PAL 器件的基本結(jié)構(gòu)是把一個可編程的 “ 與 ” 陣列的輸出乘積項(xiàng)饋 送至 “ 或 ” 陣列， PAL 器件所實(shí)現(xiàn)的邏輯表達(dá)式具有 “ 積之和 ” 的形 式，因而可以描述任意布爾傳遞函數(shù)。 PAL 器件從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上可分成五種基本類型 1.基本陣列結(jié)構(gòu) 2.可編程 I/O 結(jié)構(gòu) 3.帶反饋的寄存器輸出結(jié)構(gòu) 4.異或結(jié)構(gòu)5.算術(shù)功能結(jié)構(gòu) 下圖是 PAL 器件設(shè)計的一個 2 輸入、 1 輸出邏輯器件，其邏輯器件的邏輯表達(dá) 式為： Output = (f1*I1+/f1)*(f2*/I1+/f2)*(f3*I2+/f3)*(f4*/I2+/f4)+ (f5*I

2、1+/f5)*(f6*/I1+/f6)*(f7*I2+/f7)*(f8*/I2+/f8) 式中 f 項(xiàng)反映了 PAL 器件 “ 與 ” 陣列的熔斷絲狀態(tài)。若熔絲被燒斷， f=0; 若熔絲 未燒斷， f=1; 因此，未編程的 PAL 器件的所有熔絲均完好 基本陣列結(jié)構(gòu)的 PAL 器件： 單純地由 “ 與 ” 陣列和 “ 或 ” 陣列組成。其輸出 有三種配置形式：輸出高電平有效，記作 H ；輸出低電平有效，記作 L ； 互補(bǔ)輸出，記作 C 。輸出形式的多樣化，使得一塊 PAL 芯片就能替代許多 具有不同功能密度的組合邏輯塊。可編程 I/O 結(jié)構(gòu)的 PAL 器件： 具有輸出三態(tài)門和輸出反饋的特點(diǎn)。

3、“ 與 ” 陣 列的乘積項(xiàng)直接控制器件的輸出。一個乘積項(xiàng)用來使能輸出三態(tài)緩沖 器，然后三態(tài)緩沖器將 “ 積之和 ” 項(xiàng)送到輸出引腳，同時三態(tài)輸出又反饋 到 “ 與 ” 陣列。 帶反饋的寄存器輸出結(jié)構(gòu)的 PAL 器件： 當(dāng)系統(tǒng)的時鐘的上升沿到來時， 每個 “ 積之和 ” 項(xiàng)存入一個 D 觸發(fā)器。通過使能低電平有效的輸出三態(tài)緩 沖器，再將 D 觸發(fā)器的輸出 Q 送到輸出引腳。 /Q 輸出端則反饋到 “ 與 ” 陣 列，這樣的 PAL 器件能記憶原先的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)中的時序邏輯 功能。如向上或向下計數(shù)、跳位、移位和分支等。 異或結(jié)構(gòu)的 PAL 器件： 的特點(diǎn)是在輸出部分增加了一個 “ 異或門

4、” ，陣列 的乘積和分割成 2 個和項(xiàng)， 2 個和項(xiàng)在在 D 觸發(fā)器的輸入端 “ 異或 ” 后，在 系統(tǒng)時鐘的上升沿到來時存入觸發(fā)器。 異或結(jié)構(gòu)的 PAL 具有寄存器型 PAL 器件的所有特性。 算術(shù)功能結(jié)構(gòu) PAL 器件： 特點(diǎn)是在異或結(jié)構(gòu) PAL 的基礎(chǔ)上增加了反饋選 通電路， 2 個和項(xiàng)在 D 觸發(fā)器的輸入端執(zhí)行 “ 異或 ” 操作，可實(shí)現(xiàn)上次運(yùn)算 產(chǎn)生的進(jìn)位與此次運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果之間的的 “ 異或 ” 。反饋選通電路可以 對輸入項(xiàng) B 和 D 觸發(fā)器的輸出反饋項(xiàng) /A 施行二元邏輯操作，以獲得幾種可 能的邏輯組合，如（ A+B ）、（ A+/B ）、（ /A+B ）、（ /A+/B ）。

5、 (A+B) 、 (A+/B) 、 (/A+B) 、 (/A+/B) 四種組合饋送到 “ 與 ” 陣列，并進(jìn)行 邏輯組合，便可以形成算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ ALU ）或在控制器應(yīng)用中所 需的 16 種可能的邏輯乘積項(xiàng)。下圖是通過對 PAL “ 與 ” 陣列編程就能實(shí)現(xiàn) 16 種不同的邏輯組合。 16 種邏輯組合的卡諾圖：16 種邏輯組合的產(chǎn)生: (A+B) 、 (A+/B) 、 (/A+B) 、 (/A+/B) 四種組合饋送到 “ 與 ” 陣列 各廠商提供的 PAL 器件有三種產(chǎn)品 1.FPAL ：現(xiàn)場可編程陣列邏輯器件，芯片上以 PAL 作標(biāo)記。芯片中的陣列 結(jié)點(diǎn)采用高可靠性的 鈦 - 鎢合金熔

6、斷絲 連接，用戶通過對芯片的編程寫入 所需要的邏輯；價格貴，適用于樣機(jī)的研制和小批量使用。2.HMSI : ( Hard Array Logic Medium Scale Integration) 器件，芯片上以 HAL 作標(biāo) 記。 HMSI 是一種以掩膜可編程 PAL 器件，采用標(biāo)準(zhǔn)的低功耗肖特基 TTL 技術(shù)。芯片中的陣列結(jié)點(diǎn)用 鋁熔斷絲 連接，價格貴便宜。用戶只須將定 義好的邏輯功能交給廠商以定制 HAL 芯片，適用于大批量使用. 3.PMSI ： (PAL Medium Scale Integration) 器件，芯片上以 PMSI 作標(biāo)記。 PMSI 和 HMSI 均采用 門陣列結(jié)構(gòu) 去實(shí)現(xiàn)邏輯功能；二者的區(qū)別在于： HMSI 是 通過掩膜來實(shí)現(xiàn)邏輯功能，而 PMSI 則完全通過