Programmerbar matrixlogik

PAL type 16R6 fra MMI

Forenklet internt kredsløb af en PAL med to indgange, en udgang og otte såkaldte sikringer (bølget linje).

Programmable Array Logic (kaldet forkortet PAL ) er elektroniske halvlederkomponenter inden for digital teknologi , som gennem programmering modtager en logisk forbindelsesstruktur mellem indgangssignalerne og udgangssignalerne. Et alternativt tysk udtryk var også " programmerbar cellelogik ". De blev udviklet i 1978 af Monolithic Memories Inc. (MMI) og produceret i de følgende år. PAL'er blevprogrammeretpå et af de første hardwarebeskrivelsessprog, PALASM . AMD lancerede PAL AMPAL22V10 (22V10) i 1983. Ifølge databogen fremstillede dettyske Philips-datterselskab Valvo programmerbare integrerede logiske kredsløb i 1984. I 1986 havde de mere universellePLA'er fortrinsvis fortrængt PAL'erne, som var teknisk ældre med hensyn til udvikling, fra halvledermarkedet.

Generel

PAL'er er specielle tilfælde af PLA'er ( Programmable Logic Arrays ) og er kendetegnet ved, at kun deres AND-array kan programmeres. PAL'er kan kun skrives til én gang, da linkene på chippen oprettes som en del af programmeringsprocessen ved at brænde forbindelser (sikringsteknologi) eller isolering ( antisikringsteknologi ). De data, der kræves til programmering, gemmes normalt i filer i JEDEC-format .

En videreudvikling af PAL'erne og PLA'erne er GAL'er (Generic Array Logic) og CPLD'erne (Complex Programmable Logic Device), som stadig er nyere, men mere komplekse med hensyn til udvikling.

Siden midten af ​​1990'erne er PAL'er og GAL'er sjældent blevet brugt i nyudviklede kredsløb og er næsten fuldstændigt erstattet af Complex Programmable Logic Devices (CPLD'er). CPLD'er har ingen begrænsninger med hensyn til anvendeligheden af ​​AND / ELLER-matricerne i indgangsområdet, kan programmeres og slettes elektronisk og inkluderer også et bestemt antal registre . Som med FPGA'er ( Field Programmable Gate Arrays ) specificeres funktionen ved hjælp af abstrakte hardwareprogrammeringssprog såsom VHDL .

Fabrikant

• tidligere Monolithic Memories Inc. , USA
• tidligere Valvo GmbH, Tyskland
• tidligere Philips GmbH, Holland
• tidligere Texas Instruments , USA
• tidligere AMD , USA
• tidligere National Semiconductor , USA
• tidligere Gitter
• tidligere Cypress Semiconductor Corporation

Yderligere udvikling

Generisk matrixlogik (GAL)

Som en videreudvikling af PAL'erne lancerede Lattice Semiconductor Corporation først de genskrivelige Generic Array Logic- moduler ( GAL for korte ) på markedet. De består af en programmerbar OG-matrix og en hard-wired ELLER matrix. I modsætning til PAL kan de skrives på elektrisk og slettes enten af ​​UV-lys ( EPLD ) eller elektrisk (EEPLD), hvilket muliggør omprogrammering.

To GAL'er fra Gitter, pin-kompatible med ældre PAL'er

En AMD PALCE16V8H-25JC

Navnet GAL er et varemærke tilhørende Lattice-firmaet, hvilket betyder, at der er nogle virksomheder, der bruger deres originale navne til at udpege disse moduler under licens, og andre virksomheder, der har omdøbt disse moduler (hos AMD for eksempel under navnet PALCE) - programmeringsalgoritmen er forskellig her, men ikke pin-tildelingen og funktionen.

Betegnelsen angiver i prøven, hvilken type logikmodul det er, og giver information om dets egenskaber. En GAL16v8 er en GAL-komponent med 16 matrixindgange til den logiske matrix, outputtype v (variabel arkitektur) og har otte udgange. Derefter er der efter et minus portforsinkelsen i ns og yderligere information om driftstemperaturer og chiphuset .

GAL-moduler har tre forskellige driftstilstande, der er defineret af to arkitekturbit under programmering. En tredje bit indstiller funktionen for udgange, om de skal fungere som en indgang eller udgang (AC1 (n), n = pin-nummer). Dette betyder, at hver udgang generelt også kan bruges som en indgang. Den enkle tilstand (SYN = 1, AC0 = 0) gør det muligt for GAL-blokken at blive brugt som en simpel logisk gate med sammenkædning af AND-blokke med efterfølgende OR-blokke. Den komplekse tilstand (SYN = 1, AC0 = 1) tillader multiplexing ved hjælp af tri-state- udgange, og den sidste af tilstande, registertilstand, gør det muligt at forbinde logiske porte til registre ved hjælp af integrerede D-flip-flops . Det betyder, at der kan bygges endnu mindre og mere komplekse kredsløb uden konstant at skulle udvide kredsløbene med yderligere eksterne logiske moduler.

I slutningen af ​​1988 bragte SGS-Thomson GAL'er på markedet i henhold til den nævnte databog.

Producent af GAL'er:

• Gitter
• SGS-Thomson
• AMD
• Cypress Semiconductor Corporation

Andre

Siden midten af ​​1990'erne er PAL'er / PLA'er og GAL'er næppe blevet brugt i nyudviklede kredsløb og er næsten fuldstændigt erstattet af de mere komplekse strukturerede komplekse programmerbare logiske enheder (CPLD'er). CPLD'er har ingen begrænsninger med hensyn til anvendeligheden af ​​AND / ELLER-matricerne i indgangsområdet, kan programmeres og slettes elektronisk, kan programmeres på standardiserede hardwareprogrammeringssprog såsom VHDL , som FPGA'er ( Field Programmable Gate Arrays ) , og inkluderer også et specifikt antal registre . se: Kompleks programmerbar logisk enhed

Ifølge Böhmer tilhører CPLD stadig gruppen PAL / PLA / PLD (Programmable Logic Device) og GAL, men har en mere kompliceret intern struktur i IC. De endnu nyere FPGA'er hører imidlertid til en anden teknologi.

PIN-kompatibilitet og navngivning af PAL'er og GAL'er

Betegnelsen 16L8 på PAL betyder, at den har 16 indgange og 8 udgange med negativ udgangslogik (L = "Lav" som udgangslogik). En H i stedet for L står for positiv outputlogik. En R står for brug som et register (hukommelse til binære tal).

De ældre GAL'er fra Gitter er pin-kompatible med de meget ældre PAL'er. I stedet for PAL "16L8" kan GAL "16V8" fra Gitter bruges. Dette har også 16 indgange og 8 udgange.

IC-typer

Venner:

• PAL16R4 ... (kort: 16R4) fra Texas Instruments
• PAL16R6CN (kort: 16R6) fra MMI, 20PIN DIP, siden 1978
• PAL16R8BCN (kort: 16R8) fra MMI, 20PIN DIP
• PAL16L8 ... (kort: 16L8) fra MMI, 20PIN DIP
• AMPAL22V10APC (kort: 22V10) fra AMD, 24PIN DIP, siden 1983
• TI16L8-25 (kort: 16L8), filippinsk producent
• 16X4, producent?

GAL'er:

• PALCE16V8H-25JC (kort: 16V8H) fra AMD, 20PIN DIP
• PALCE16V8Z-12PI (kort: 16V8Z) fra AMD, 20PIN DIP
• PALCE16V8H-25 (kort: 16V8H) fra AMD, 20PIN DIP
• PALCE 16V8H-25JC / 4 (kort: 16V8H) fra AMD, 20PIN (4x5PINs)

litteratur

PAL

• PAL / PLE-enhed. Programmerbar logikarrayhåndbog . 5. udgave. Monolitiske minder, 1986 ( archive.org ). 
• Ton Zengerink: PAL-praksis: beskæftiger sig med moderne programmerbare logiske moduler . Franzis, München 1987, ISBN 3-7723-8551-6 . 
• Advanced Micro Devices (Ed.): PAL Device Handbook . 1988 ( archive.org [adgang til 3. januar 2020]). 
• Advanced Micro Devices (red.): PAL Device Data Book . 1988. 

GAL

• Programmerbar logikmanual - GAL-produkter. SGS-Thomson, 1988.
• Dieter Bitterle: GAL'er, programmerbare logiske moduler i teori og praksis. 2. udgave, Franzis-Verlag, München 1992, ISBN 3-7723-5903-5 .
• Dieter Bitterle: Kredsløbsteknologi med GAL'er, over 50 kredsløb til praktisk brug. Franzis-Verlag, München 1992, ISBN 3-7723-4681-2 .
• Erwin Böhmer, Dietmar Ehrhardt, Wolfgang Oberschelp: Elementer af anvendt elektronik. 15. udgave, Vieweg Verlag, Wiesbaden 2007, ISBN 978-3-8348-9021-4 , kapitel ROM'er, PROM'er og PLD'er , s. 268-269, struktur og programmering af GAL'er i tillægget, s. 418-419.

Yderligere

• Integrerede programmerbare logiske kredsløb. Databog. Valvo GmbH, 1984.
• Programmerbar Logic Devices Databook & Design Guide . National Semiconductor, 1990 ( archive.org [adgang til 3. januar 2020]). 
• A. Auer: Programmerbar logisk IC, egenskaber, anvendelse, programmering. Hüthig Buch, Heidelberg 1990, ISBN 3778519107 (struktur og programmering af programmerbar logisk enhed (PLD), generisk matrixlogik (GAL), modificerbar portarrangement (AGA) og logisk cellearray (LCA)).
• Geoff Bostock: Programmerbar logikhåndbog . 2. udgave. Butterworth Heinemann, Oxford / Boston 1993, ISBN 0-7506-0808-0 . 

Weblinks

• Computer History Museum tidslinje / 1978-PAL på computerhistory.org (engelsk)
• Dataark fra PAL ICs på ti.com (marts 1992, engelsk)

Individuelle beviser

1. ↑ Manfred Seifart: "Principle structure of a PLA", I: "Digitale Schaltungen", VEB Verlag Technik Berlin, DDR, Berlin 1986, anden udgave, ISBN 3-341-00148-4 ., PROM PLA og PAL på s. 273
2. ↑ Monolitiske minder minder om: en revolution inden for logisk design . I: Hayden Publishing (red.): Elektronisk design . 26, nr. 6, Rochelle, NJ, 18. marts 1978, s. 148B til 148C. Introduktionsannonce på PAL (Programmable Array Logic).
3. ↑ "Integrerede programmerbare logiske kredsløb. Databog." Valvo GmbH, 1984
4. ↑ Manfred Seifart: "Principle structure of a PLA", I: "Digital circuits", VEB Verlag Technik Berlin, DDR, Berlin 1986, anden udgave, ISBN 3-341-00148-4 , s. 273
5. ^ "Programmable Logic Manual - GAL Products", første udgave, oktober 1988, SGS-Thomson
6. ↑ [1]
7. ↑ Erwin Böhmer / Dietmar Ehrhardt / Wolfgang Oberschelp: Elements of Applied Electronics, Vieweg Verlag Wiesbaden, 2007, 15. udgave, kommentarer til PAL / PLD / GAL / CPLD s.418
8. ^ Erwin Böhmer: Elements of anvendt elektronik, Vieweg Verlag Wiesbaden, 1996, 10. udgave, kapitel "ROM, PLD og PAL" s. ​​269