Laboratorium elektroniki



Pobieranie 248.7 Kb.
Strona2/6
Data29.04.2016
Rozmiar248.7 Kb.
1   2   3   4   5   6

3.1Układy PAL

Układy PAL (Programmable Array Logic) były pierwszymi historycznie układami PLD. Wprowadzone zostały na rynek w roku 1977 jako układy wykonywane wyłącznie w technice bipolarnej . Charakteryzują się one programowalną matrycą AND oraz nieprogramowalną matrycą OR, tzn. linie iloczynu są na stałe dołączone do wejść bramek OR (rys. 5).


Rys. 5. Schemat struktury PAL


Programowanie iloczynu (bramki AND) polega na przerwaniu połączeń między wejściową linią x (prostą lub zanegowaną) a linią iloczynu. W wyniku tego na wyjściu bramki AND może pojawić się x, , stała 0 lub stała 1. Większość układów PAL wyposażono w sprzężenie zwrotne. Wyjściowy element trójstanowy B sterowany jest linią iloczynu i umożliwia zaprogramowanie wyprowadzenia I/O jako wejście lub wyjście. W przypadku pracy w trybie wyjścia sygnał wyjściowy bramki OR jest zwrotnie wprowadzany do matrycy AND jako prosty i zanegowany. Niski stan wejścia S (taka sytuacja ma miejsce w nie zaprogramowanym module) wprowadza bufor w stan wysokiej impedancji i wyprowadzenie I/O pracuje jako wejście. W tym przypadku do linii sterującej dołączone są wszystkie wejścia (proste i zanegowane), zatem na jej wyjściu jest stan niski. Jeżeli natomiast wszystkie punkty linii sterującej zostaną zaprogramowane, to na jej wyjściu będzie stan wysoki, niezależnie od sygnałów wyjściowych i wyprowadzenie I/O będzie wyjściem ze sprzężeniem. Wreszcie w przypadku zaprogramowania linii sterującej na pewną funkcję (iloczyn zmiennych wejściowych prostych lub zanegowanych) wyprowadzenie to będzie zmieniało charakter w zależności od wartości tej funkcji.

W najprostszych przypadkach zastosowanie sprzężenia zwrotnego pozwala na zwiększenie liczby wejść do bramek OR, tzn. na realizację w jednym module sumy iloczynów o większej niż nominalna liczbie składników.

W kolejnych podrozdziałach zaprezentowano wybrane układy, będące typowymi przedstawicielami modułów PAL.

3.1.1Układ PAL 16R4

Układ PAL16R4 (rys. 6) jest typowym przedstawicielem modułów PAL. W oznaczeniach katalogowych pierwsza liczba oznacza liczbę wejść do matrycy AND (wejść zewnętrznych i linii sprzężenia zwrotnego), druga liczba oznacza liczbę wyjść (bramek OR) lub liczbę przerzutników wyjściowych (dla układów z przerzutnikami). Oznaczenia literowe określają inne cechy modułu, np. rodzaj wyjścia aktywnego w stanie wysokim (H - aktywna jedynka logiczne, L - aktywne zero, C - komplementarne, P - z programowalną polaryzacją), fakt wyposażenia układu w przerzutniki (R - synchroniczne, RA -z indywidualnymi zegarami), programowaną liczbę wejść do bramek OR (litera S) lub przeznaczenie układu do zastosowań arytmetycznych (litery X oraz A).


Rys. 6. Schemat struktury PAL z przerzutnikami


Układ PAL16R4 zawiera 4 bramki OR połączone z wejściami przerzutników typu D, oraz 4 dołączone do wyjściowych bramek trójstanowych. Praktycznie można więc w module 16R4 zrealizować układ sekwencyjny opisany tablicą przejść-wyjść o 16 stanach wewnętrznych, 256 literach wejściowych i 4 sygnałach wyjściowych. Możliwe jest zwiększenie liczby wejść zewnętrznych kosztem liczby wyjść, zmniejszenie liczby wyjść o 1 zwiększa liczbę wejść dwukrotnie.

Dla innych modułów PAL liczba stanów wewnętrznych może być znacznie większa, np. dla PAL16R6 wynosi 64 stany, dla PAL16R8 - 256 stanów. Daje to bardzo duże możliwości syntezy układów sekwencyjnych, porównywalne z możliwościami układów budowanych przy użyciu sekwenserów segmentowych.

Proste układy PAL mają pewne ograniczenia uniemożliwiające ich stosowanie w niektórych przypadkach. Do ich podstawowych wad można zaliczyć :


  • wspólny zegar dla wszystkich przerzutników,

  • brak możliwości wstępnego zerowania i ustawiania przerzutników,

  • brak możliwości indywidualnego sterowania buforem trójstanowym,

  • brak możliwości wykorzystania nie używanych wyjść rejestrowych jako wejść.

Dlatego pojawiło się wiele bardziej rozbudowanych układów, nie posiadających wyżej wymienionych wad. Do układów tych można między innymi zaliczyć: PAL16RA8, PAL22RX8 oraz PAL32VX10. Poniżej zaprezentowano strukturę oraz możliwości układu PAL16RA8.

3.1.2 Układ PAL 16RA8

Układ ten posiada 8 dedykowanych wejść (rys. 7), 8 wyprowadzeń we/wy, wspólne dla wszystkich przerzutników wejście (PRELOAD) oraz wspólne dla wszystkich buforów trójstanowych wejście.




Rys. 7. Struktura układu PAL16RA8


Każdemu wyjściu jest przyporządkowanych 8 linii iloczynów. Cztery z nich są doprowadzone do wejść bramki OR, której wyjście z kolei doprowadzone jest do jednego z wejść bramki EXOR służącej do ewentualnej zmiany polaryzacji sygnału. Jedna z pozostałych czterech linii iloczynów jest doprowadzona do wejścia zegarowego przerzutnika; w rezultacie każdy przerzutnik może mieć indywidualny sygnał zegarowy. Dwie kolejne linie są doprowadzone do wejścia zerującego i ustawiającego przerzutnika. Czwarta linia iloczynu steruje buforem trójstanowym, przy czym stan tego bufora jest określony dodatkowo za pomocą wspólnego dla wszystkich buforów wyjściowych wejścia . Wejście oznaczone jako umożliwia wstępne ustawienie wszystkich przerzutników w określony stan (co jest istotne w procesie testowania). Na wejście podawany jest wówczas krótki impuls o amplitudzie 20V.

Czas propagacji oraz pobór prądu układu PAL16RA8 wynoszą odpowiednio 30 ns oraz 135 mA. Inne układy z tej serii (o większej liczbie wejść oraz wyprowadzeń wejściowo-wyjściowych) to PAL20RA10 oraz różniący się nieco strukturą PAL22RX8.





Pobieranie 248.7 Kb.

1   2   3   4   5   6




©absta.pl 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna