编程阵列逻辑

编程阵列逻辑（Programming Array Logic，PAL）是一种可编程逻辑器件，它与早期的PLD（可编程逻辑器件）相似，但在架构和功能上略有不同。PAL具有与PLD相同的可编程功能，但使用PAL时，只能编写AND逻辑表达式。PAL通常用于数字电路设计，可以用来实现逻辑门电路、状态机、计数器等。

PAL的结构

PAL包括两个主要部分：输入阵列（Input Array）和输出阵列（Output Array）。输入阵列由多个输入变量组成，每个变量都有一个可编程互联和一个值。输出阵列包括逻辑门和输出变量。每个逻辑门都由两个或多个输入变量组成，它们分别连接到输入阵列的可编程互联。逻辑门可以实现各种逻辑功能，如AND、OR、NOT等。

PAL的编程

编程PAL时，需要编写逻辑表达式或联结表达式（Conjunctive Normal Form，CNF），然后将其编写到PAL中。逻辑表达式是由AND运算符连接的子表达式，这些子表达式由OR运算符连接。每个子表达式或子句都可以编程到PAL的输入阵列中。PAL会对每个子句进行匹配，然后将其映射到逻辑门。这些逻辑门将被编程到输出阵列中，以实现所需的逻辑功能。

PAL与PLD的比较

PAL与PLD相比，具有以下优点：

• 更少的延迟和功耗：PAL由一些基本逻辑门构成，所以执行速度更快，功耗更低。
• 灵活性：PAL只包括AND门，可以实现复杂的逻辑功能，如布尔方程、状态机和计数器等。
• 低成本：PAL比PLD要便宜得多，在某些情况下，只需要使用一个PAL就可以完成电路设计。

使用PAL的示例

下面是一个简单的示例PAL代码：

-- PAL code for 2-input AND gate
-- Input Variables
VAR a, b : BIT;

-- Output Variables
VAR c : BIT;

-- Logic Expression (Conjunctive Normal Form)
-- c = a AND b
EXPR AND_1 = a * b;

-- Output Equations
c = AND_1;

在这个例子中，我们使用了两个输入变量 a、b，一个输出变量 c，以及一个逻辑门 AND_1，它实现了一个2输入AND门。通过编写逻辑表达式，我们将AND_1门的输入变量设置为 a 和 b，将输出变量设置为 c。最后，将AND_1编程到PAL的输出阵列中，以实现所需的逻辑功能。

结论

编程阵列逻辑可以非常方便地实现数字电路设计，具有灵活性、低成本和高性能等优点，在数字系统设计中越来越受欢迎。