时序可编程通用阵列逻辑器件(GAL)

时序可编程通用阵列逻辑器件（GAL）是一种先进的集成电路技术，它是基于早期的可编程逻辑器件（如PLA和PAL）发展而来，具备更高级的灵活性和通用性。GAL器件的主要特点在于其输出结构的可编程性，这使得它们能够适应多种逻辑功能，不仅包括组合逻辑，还包括时序逻辑。 在6.7.1中提到的时序可编程逻辑器件中的宏单元是GAL的核心组成部分。这些宏单元包含内部电路，可以通过编程进行不同模式的组合，以满足设计者对于输出功能的特定需求。宏单元通常包括与逻辑阵列、或逻辑阵列以及输出逻辑宏单元（OLMC）。与逻辑阵列是固定的，而或逻辑阵列是可编程的，允许用户自定义输入的逻辑关系。 6.7.2阐述了时序可编程逻辑器件的几种主要类型。其中，GAL是一种中等规模的可编程逻辑器件，而复杂可编程逻辑器件（CPLD）则集成了多个逻辑单元，类似于多个GAL的组合，通过共享的可编程开关阵列实现内部逻辑单元间的连接。现场可编程门阵列（FPGA）是更高级的可编程逻辑器件，由众多可编程逻辑模块和分布式可编程互联线组成，能够构建高度复杂的逻辑电路，并且支持软件操作系统，广泛应用于系统级芯片（SOC）设计。 6.7.3详细介绍了GAL的结构，特别是GAL16V8这个例子。GAL16V8拥有8个输入缓冲器、8个三态输出缓冲器，以及8个输出逻辑宏单元（OLMC）。OLMC由四个数据选择器组成，包括乘积项数据选择器、输出数据选择器、三态数据选择器和反馈数据选择器。这些选择器通过不同的控制字来实现不同的输出电路结构形式，比如组合逻辑输出、寄存器输出、反相输出等。 在设计和开发GAL器件时，通常需要使用硬件描述语言（HDL）来描述电路功能，然后进行仿真、验证、排错和优化。最终，通过编译生成熔丝图，利用编程器将程序写入GAL器件中。编程过程涉及到状态表、状态图、逻辑方程等，以确保时序电路的功能正确无误。 GAL器件以其高度的可编程性和灵活性，成为了电子设计领域中实现复杂逻辑功能的重要工具。其输出逻辑宏单元的可编程特性，使得设计师可以灵活应对各种设计需求，无论是简单的组合逻辑还是复杂的时序逻辑，都能够通过GAL器件得以实现。而随着技术的发展，CPLD和FPGA等器件进一步扩展了这一领域的可能性，为现代电子系统提供了更多元化的解决方案。