通用陣列邏輯（GAL）電路結構設計分析

　　通用陣列邏輯（GAL）是一種可編程邏輯器件，由Lattice公司在PAL（可編程陣列邏輯）的基礎上設計出來。GAL采用可編程的輸出邏輯宏單元OLMC（Output Logic Macro Cell）結構，使得電路的邏輯設計更加靈活。

　　GAL的優點包括：

　　具有電可擦除的功能，克服了熔絲型可編程器件的一次可編程問題，其可改寫的次數超過100次。

　　由于采用了輸出宏單元結構，用戶可根據需要進行組態，一片GAL器件可以實現各種組態的PAL器件輸出結構的邏輯功能，給電路設計帶來極大的方便。

　　具有加密的功能，保護了知識產權。

　　在器件中開設了一個存儲區域用來存放識別標志——即電子標簽的功能。

　　GAL器件的發展方向是高密度、大容量、高速和低功耗。此外，人們還在研究下一代可編程邏輯器件，如CPLD（復雜可編程邏輯器件）和FPGA（現場可編程門陣列）等。這些器件在應用上與GAL有重疊，但它們具有更高的集成度和更豐富的功能，可以應用于更廣泛的領域。

　　在架構方面，GAL類似于PAL，但區別在于可編程結構。PAL使用可一次性編程的PROM，而GAL使用可重新編程的EEPROM.

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　　現以常見的ＧＡＬ１６Ｖ８為例，介紹ＧＡＬ器件的一般結構形式和工作原理。

　　圖是ＧＡＬ１６Ｖ８的電路結構圖。它有一個32*64位的可編程與邏輯陣列，８個ＯＬＭＣ，１０個輸入緩沖器，８個三態輸出緩沖器和８個反饋／輸入緩沖器。

　　與邏輯陣列的每個交叉點上設有 編程電源。假定編程后Ｔ２、Ｔ４的浮置柵上沒有帶負電荷，而Ｔ６的浮置柵上存儲了足夠的負電荷，則Ｔ２、Ｔ４導通而Ｔ６截止。因此，Ａ、Ｂ和Ｐ之間是編程連接，而Ｃ和Ｐ之間沒有連接，于是得到Ｐ＝Ａ＊Ｂ。

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　　組成或邏輯陣列的8個或門分別包含于8個0LMC中，它們和與邏輯陣列的連接是固定的。

　　在GAL16V8中除了與邏輯陣列以外還有一些編程單元。編程單元的地址分誤和功能劃分情況如圖所示。因為這并不是編程單元實際的空間布局圖，所以又把圖叫做地址映射圖。

　　GAL的應用場景有哪些呢

　　GAL的應用場景主要包括以下幾個方面：

　　數字邏輯設計：GAL可以用于實現各種數字邏輯功能，如計數器、寄存器、加法器等。由于其具有靈活的編程能力，可以方便地實現各種組合邏輯和時序邏輯電路。

　　可編程控制器：GAL可以用于實現可編程控制器的邏輯控制功能，如順序控制、過程控制等。通過編程，可以實現各種復雜的控制算法和邏輯控制。

　　數字信號處理：GAL可以用于實現數字信號處理算法，如濾波器、頻譜分析等。通過編程，可以實現各種數字信號處理功能，提高信號的精度和穩定性。

　　通信系統：GAL可以用于實現通信系統的邏輯控制功能，如調制解調器、加密解密器等。通過編程，可以實現各種通信協議和控制算法。

　　嵌入式系統：GAL可以用于實現嵌入式系統的邏輯控制功能，如微控制器、嵌入式處理器等。通過編程，可以實現各種嵌入式系統的功能和控制算法。

　　總的來說，GAL的應用場景非常廣泛，可以在各種數字系統中實現靈活的邏輯控制和數字處理功能。

審核編輯：黃飛