GAL的工作模式

1、GAX殖工雅7莫式GAL16V8有3种工作模式，即寄存器模式、复合模式和简单模式。 适当连接器件的引脚线，由OLMC的输出/输入特性可以决定其工作模式。GAL16V8 寄存器模式在寄存器模式中，宏单元被配置为专用的寄存器输出或者I/O功能。这种模式中有效的结构配置与普通的16R8和16RP4器件类似，只是在极性，I/O和寄存器布置方面有不同。所有的宏单元共享共同的时钟和输出使能控制引脚。任一个宏单元都能够被配置成寄存器或I/O形式，可以多至8个。专用的输入或输出功能能够被用作I/O功能的子系统。寄存器形式输出每个输出端有8个乘积项（图A），I/O形式输出端有7个乘积项 （图B），在两个图中，引

2、脚1和11总是分别地配置为时钟输入和输出 使能，不能被配置为专用输入。包括用户电子签名（UES）熔丝和乘积项禁止 （PTD）熔丝，JEDEC 熔丝数显示在下页的逻辑图上。引脚号功台P引脚号on功能/2010Vcc-Ufa10294仅作为输入111时钟输入12 - 19使能 （1氐电平有效丿*本引脚反馈），冬AGAL工作模式4/19图B,组合I/O配置，输入或输出，引脚图A,寄存器配置，输入或输出，引脚1219 , 8个输出乘积项，本引脚反馈，/OE和CLK公用CDfirigijratlon lor Registered Mode-SYN-0.,ACU=1-XORD c 已 fines 呂防吧

3、Lo QlTqiiI-XOR 1 ci 酊 meftthrp ingni Dinpui ollnea. mlgaulpur cm常何 jIhsti-Pti f fctntros cornrron CLK Tor tne regEtered! -auFputs, -Psn 1 1 cofiirots conwon OE for the registeredi-An 1 & Pun 11 an parmaiwiUvCLK t,OT Horr*gi*rMi output tcnfiguriarM1219，7个输出乘积项，1个使能乘积项，本引脚反馈ComfeiHSTflrLji cq片酬時m *&r

4、R*gkttrd5h=D.-AC0=1 xor=d OEhnes acews l 口 outpuiK Ji- XOR=1 oerrnes Acrwe ngn DupiH1-1 Jlirws Eli吕 Dulput config Lralujn.Pn 1 APm Hl are perrranefilr cMUguredai CLK & 二忧 tar riterrtl cutpiui ccvUigurhnAC0-2W3Ete7|BVi!Be .+ SUB 3119-.一举a可卽已寄存器模式逻辑图输入引脚2-9I/O 引脚12-19，本引脚反馈时钟引脚1输出使能引脚11GAL16V8 复合模式在复合

5、模式中，宏单元或者仅仅配置为输出功能或者配置为I/O功能。这个模式中有效的结构配置类似于普通的16L8和16P8器件，只是在每个宏单元中带有可编程的极性。这个模式中最多能有6个I/O 口，专用的输入或输出功能能够被用作 I/O功能的子系统（图 A）。2个最外边的宏单元（引脚12和19）没 有输入能力（图B ）。在寄存器模式中能够实现设计需要的8个I/O 口。全部宏单元的每一个输出端有 7个乘积项，1个乘积项被用于可编程 的输出使能控制（图A和图B）。引脚1和11作为输入到与阵列的数据输入端总是有效的，并分别地使用引脚19和12的反馈。由于有这个反馈路径，引脚 19和12不能选择反馈。包括UES

6、熔丝和PTD熔丝的JEDEC 熔丝数显示在下页的逻辑图上引脚号功能引脚号on H匕/20V cc102 9111仅作为输入二、n，1 ，1 1仅作为输入12，19 （两端）13 18仅作为输出（无反馈），图B本引脚反馈），冬一丄图A,组合I/O配置，引脚13.18，本引脚反馈，7个输出乘积项，1个使能乘积项图B，组合输出配置，引脚12，19,无反馈，7个输出乘积项，1个使能乘积项.3YNM XORUn dnfnjAm 茫一 3?_Tuf*cQFtl deFn? AaivE H5outpu一 in-2-* Pm 3 thon P3towrm 合nfigured55研unaQmIyxORcorrb

7、s Dior _1一 0 input cdnzrgLJrar 03 fcr COHlp-ex ModeMYzn-1SOH- sno 匚ert no? n- mpw-*DR1del nEshrlm-rbHohCJ匚 Ipuk-S-U-, PinMand pggarmconfl2eds1rlicn3orLGALXmIM5、1920Id30gC7EZ9032： G諷：。QZJti17fi12241：W1紬17-0Z2严，ororZ7J4- ：一THTm-B3砂M67卄p.H1XOR 203AC1-2125xr-013_ 12. J11复合模式逻辑图专用输入引脚2.9 , 1 , 11组合输出引脚12

8、 , 19，无反馈GAL工作模式6/19组合I/O 引脚13.18，本引脚反馈，7个输出乘积 项，1个使能乘积项GAL16V8 简单模式在简单模式中，宏单元被配置为专用的输入或者专用的组合输出。在这种模式中有效的结构配置与通用的10L8和12P6器件类似，只是一般的输出极性或输入选择可能变更。简单模式中全部输出端都最多有8个控制逻辑乘积项，附加的，每一个输出端都有可编程的极性。引脚1和11作为输入到与阵列的数据输入端总是有效的。中间的2个宏单元（引脚15和 佝不能被用作输入或I/O引脚（图A,图C），而仅 仅能被用作专用（图B ）。包含UES熔丝和PTD熔丝JEDEC熔丝数显示在下页的逻辑图里

9、引脚号功台口引脚 卩on功能V204 nV cc10地29 ,1 , II1516 （中间）仅作为输入仅作为输屮（无反馈）图B15 ,16 （中间）仅作为输出（无反馈）图B17 ,18 19输入或I/O下 临引才去图一A上临引長一冬4图A,组合输出配置，引脚12, 13 ,14,下临脚反馈，17，18，19,上临脚反馈，8个输出乘积项图B,组合输出配置，引脚15, 16，无反馈GALX作模式13/19图C,专用输入，引脚12 , 13, 14, 17, 18, 18, 8个输出乘积项Combint0ri；l Output with FeedbatK ConngurMiorb for Simpl

10、e Mcdfr-SYN-1-AC0=D.-XDR-0 defines I m Output-XDR= I dernes Active High Output-AC m defines tms coniguraiion.-All 01 M： except 15 ran crnTgiir to fhis nr i 口.onCombineWrial Output Canfigurdtion for Simpl* Mod-9YN=1-AC0=D.xor=o cicrncs Active low ouiput.-XOR-1 tJefnps Active High Oi4putAC i=Ddernes t

11、w cavnguraiion.-Pm? IS 8 IE*iirc permnqcnr crwiurca totbS furction.Ddicatd Input cnfiguralion Ter Simple Mode -AC0=D.-XDH=0 defines Active Low Ouipul-XOR- 1 Jeriws Aclitve High Oulpul AC 1=1 aenrKG tNs connguraion.-AO OLNC xc*pl pms 15 iG can 怙 crnfigurftl tothis runcbon.1LJOLMC30nr_伉6L_XOR-2048AC 1

12、-2120o-iE319S3附?:ofcA4-JBsi-OLMCxaF?.?rM9 AC1-2121OLMCOLMCXOR-2J5UXOR-2J5UAC I-2122ACl.2f22OLMCXOF?-?nF I AC I 2123OLMCXi 贾-工I AC 1-2124一亠-016OLMCXOR-2053AC1-2125OLMC XOR-2D54ACK212631OLMCXOR-2055 一丄口仁11205ft, 20G?.，- 2118 2119Byr r|ByWS .SYN-2152A .：U-2 193s _R简单模式逻辑图专用输入引脚2.9 , 1 , 11组合输出引脚15 , 16

13、，无反馈组合I/O引脚12,13,14 ，上临引脚反馈，17,18,19下临引脚反馈编译软件对 OLMC (Output Logic Macrocell )的支持软件编译器以不同的器件类型支持全部3种不同的OLMC模式。3种器件类型包含在下面的表中。大多数编译器都有能力自动选择器件类型，通常是基于寄存器用法和输出使能（0E ）用法。器件的寄存器用法强迫软件选择寄存器模式。带有乘积项控制的0E的所有组合输出，将强迫软件选择复杂模式。仅仅当所有的输出都是专用组合而没有0E控制时，软件选择简单模式。表中的不同器件类型能够被使用而代替软件的自动器件选择。详情请参阅编译软件手册。当使用软件配置器件时，用

14、户必须特别关注下列每一种模式中限制条件：DIPI 11旳m c】VQgi723:UDiQueGAL20V81 KCi9Top View21:ILOiQi:Ml他i11情USiQ1214IS别地使用引脚19和12的反馈。由于有这个反馈路径，引脚19和12 不能选择反馈。在简单模式中，输出引脚的全部反馈路径通过邻近的引脚连接。因 此，最中间的两个引脚（引脚15和16）不能选择反馈而被配置为专用组合输出简单卡苗式复合模式寄存器模自夭动卡苗式,ci IDI简单模式CMQ复口模式c 彳 a/a寄存器模 c 彳 a/a曰动模式 c 彳 a/aCUPL TANGO-PGI6V8ASG16V8ASG16V8G

15、16V8CG16V8G16V8G16V8G16V8GAL16V8 和GAL20V8 引脚分布图引脚寄存器模式复合模式简单模式1时钟2.9专用输入专用输入专用输入-J0地地-地20电源电源电源19引脚（12.19）， 组合I/O，本引脚 反馈DI广引脚（19），组合输 出，不可反馈引脚（17.19），组合I/O，上临引脚 反馈，或专用输入1817引脚（13.18）， 组合I/O，本引脚反 馈16GAL16V8引脚功能表I MCLK Vcc: HOQI ，:3 I1 fGAL16V8Top View引脚（15,16 ）,组合输出，无反馈1514引脚（12.14），组合I/O，下临引脚 反馈，或专用

16、输入1312引脚（12），组合输 出，不可反馈-AA输出使冃能专用输入专用输入911WiQWWQhgtwoWQI GhC 血 Eg *0泊开发软件应用提示Protel99 SE 的PLD模块支持简单PLD器件的图形程序设计和 cupl语言程序设计。不论图形程序或 cupl语言程序，编译后都能生成 jed文件。jed文件的内容可以用通用烧写器写入 PLD器件。图形程序设计仅需画图，不用编写代码，比语言程序设计直观方便得多。PLD模块中的图形程序设计可以使用 358个图形符号（其中31个为74系列器件 功能）。图形符号可以看作语言程序设计中的库函数，图形符号的输入GAL工作模式12/19引脚相当于

17、库函数的参数，输出引脚相当于库函数的返回值。Protel 2004 及以后版本，以FPGA模块代替PLD模块，不再支持简 单PLD器件设计。现在实际使用的简单 PLD器件主要就是GAL 了，显 然，Protel99 SE中的PLD模块，对于开发GAL器件是非常珍贵的。atmel公司的PLD开发软件wincupl （ 10.9MB ），能做cupl语言程 序设计和波形仿真，但不能做图形设计，只能部分代替Protel99 SE中的PLD模块。wincupl可以从atmel网站免费下载。Cupl程序设计应注意三点：文件头的10个项目中，至少要有NAME （源文件名，例如 NAME xxx.pld，扩

18、展名可省略），DEVICE（器件类型，即工作模式，例如DEVICE g16v8，其中g16v8表示GAL器件GAL16V8的自动模式选择）这2项； 分配引脚时，变量方向 与引脚方向要一致；程序主体中，语句的语法要正确。这样，经过编译就可以产生熔丝图文件 xxx.jed ，逻辑的正确性由模拟仿真验证或 由实验验证。PLD图形程序设计几乎等同于电路原理图绘制，不同点在于，PLD图形必须使用专用图形符号。图形符号库的加载路径是，DesignExplorer 99 SELibrarySchPLD.ddb。PLD.ddb 中包含 2个库文件：PLD Devices.lib 和 PLD symbols.l

19、ib 。其中，PLD symbols.lib 是逻辑符号库，用于 PLD图形程序，PLD Devices.lib是PLD器件的 引脚图库，用于电路原理图。PLD图形程序设计步骤如下：进入Protel99 SE 创建一个名为xxx.sch的PLD图形设计文件。布放元件在空白的sch文件中，从PLD symbols.lib 库中选取逻辑符号，逻辑元件，引脚符号，放到适当的位置。在图形程序经过编译后生成的pld文件中，引脚符号的设计号（Design ）将成为引脚变量的一部分，为了便于指称和识别，应将设计号修改为比较有意义的名称（字符或字符串）。连线 用wire线连接逻辑符号，逻辑元件，引脚符号等逻辑

20、元素。 也可以用总线的方式，即用总线和总线输入线联结。分配引脚每个引脚符号有一个引脚说明文字LOC=PIN*，为了显示或隐藏引脚说明文字，PLD/Toggle Pin LOC 。若脚说明文字LOC=PIN*已显现，鼠标双击该文字，出现“ Part Descripion ”对话框，将“ Text ”项后面的字符串“ LOC=PIN* ” 中的“ *”号改为引脚号，例如整个字符串改“为 LOC=PIN1 ”。对于复合引脚符号，如 OPAD8，写为“ LOC=PIN12.19 ”的样 式。配置PLD器件 配置器件即选择工作模式。PLD/Configure.-“ Configure PLD Compi

21、ler ” 对话框：“ Option ” 工作模式选项 卡:“Target Device ”小窗口 中为默认器件 “ Virtual ”，点击“Change ” 按钮-Target Device 选项卡：在左边“ Device ”下拉窗口中，选“ GAL ”， 在右边下拉窗口中，选“g16v8 ”或 “g20v8 ” ,即为“自动模式选择”。“ Output Fomats ”输出格式选项卡：保持默认内容，即默 认生成jed文件。编译 PLD/Compile，如果编译能够完成，即生成cupl源程序文件xxx.pld和可用于烧片的目标程序文件xxx.jed。仿真创建一个与pld文件同名（也就是与s

22、ch文件同名）的xxx.si文件，在其中编写仿真文件。仿真文件中的变量名称（输入引 脚和输出引脚的名称，或称设计号）必须与编译后生成的xxx.pld文件中的变量名称相同。保存xxx.si文件，然后在sch界面或pld界面进行仿真：PLD/Simulate 。仿真成功后生成波形文件 xxx.so和波形格式文件XXX.WO。仿真说明文件主要包括2个域，第1个是“ order: ”域，第2个是“vectors: ”域，“vectors: ”域的内容是输出输入的逻辑关系式，格式类似真值表，输入变量值用0，1，X，C表示，输出变量值用H，L， Z表示，“ order: ”域则指明“ vectors: ”

23、域中变量的顺序，变量名必 须与pld文件中使用的变量名一致。仿真并不必须，可以不进行。此外，在proteus中也可以对pld器件进行仿真，只要加载jed文件即可。GALX作模式22/19图形编程举例一. 任务 利用GAL器件GAL16V8 ，仿照74138，设计一个3-8 译码器。输入引脚的数目和功能，与 74138完全一致。输出引脚的数 目与74138相同，但输出极性由74138的低电平有效变为高电平有效。二. 图形程序设计 设计好的图形程序如下图，将文件名取为 xxx.sch。图中，输入引脚符号和输出引脚符号的名称（即设计号） 与74138是完全一致的。皿=即L0iG=F*|i3iLDG-

24、PHU)iLOC=PW|15| gpf讪toe三. 工作模式配置配置为自动模式选择，即“ GAL ”和“ g16v8四. 编译 编译后自动生成的xxx.pld文件（部分）如下：*/*/*/*/* Input and Output Pin Declarations /*以下为输入引脚说明PIN 1 = NetA_; /* Part = (A)*/PIN 2 = NetB； /* Part = (B)*/PIN 3 = NetC_I; /* Part = (C)*/PIN 4 = NetG1_I;/* Part = (G1)*/PIN 5 = NetG2A_I;/* Part = (G2A)*/P

25、IN 6 = NetG2B_I;/* Part = (G2B)*/厂以下为输出引脚说明PIN 12 = NetY0_O; /* Part = (Y0)*/PIN 13 = NetY1_O; /* Part = (Yl)*/PIN 14 = NetY2_O; /* Part = (Y2)*/PIN 15 = NetY3_O; /* Part = (Y3)*/PIN 16 = NetY4_O; /* Part = (Y4)*/PIN 17 = NetY5_0;/* Part = (Y5)*/PIN 18 = NetY6_0;/* Part = (Y6)*/PIN 19 = NetY7_0;/* Part = (Y7)*/* */* */*/ /* Logic Equations/* */以下为x74_138输出方程NetU6_Y0 = !(!NetA_l & !NetB& !NetC& NetG1_l& !NetG2A_l & !NetG2B_l);/* Part = (U6)*/NetU6