Gal (ตรรกะอาร์เรย์ทั่วไป) คืออะไร?โครงสร้างพื้นฐานคุณสมบัติข้อดี
2024-07-25 690

Teneric Array Logic (GAL) เป็นเทคโนโลยีประเภทหนึ่งที่ใช้ในการสร้างการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพพัฒนาจากเทคโนโลยีเก่าที่เรียกว่า Programmable Array Logic (PAL) GAL ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปรับตัวได้มากขึ้นบทความนี้ดูว่า Gal คือสิ่งที่สร้างขึ้นได้อย่างไรสิ่งที่สามารถทำได้และประโยชน์ของมันนอกจากนี้ยังเปรียบเทียบ gals กับเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่คล้ายกันเช่น FPGAS & CPLDs แสดงให้เห็นว่า gals ทำงานได้ดีที่สุดและที่พวกเขาอาจไม่เพียงพอเป้าหมายคือการแสดงให้เห็นว่า gals เข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยอย่างไรและทำให้อุปกรณ์ฉลาดขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

แคตตาล็อก

รูปที่ 1: อุปกรณ์อาร์เรย์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL)

อธิบายอาร์เรย์ทั่วไป (GAL)

Teneric Array Logic (GAL) เป็นอุปกรณ์ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ตามลอจิกอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PAL)GALS ใช้เทคโนโลยี CMOS (EECMOS) ที่ลบล้างได้ทางไฟฟ้าปรับปรุงความสามารถในการโปรแกรมและการเขียนโปรแกรมง่ายขึ้นสิ่งนี้ทำให้ Gals มีความหลากหลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์ GAL มีเอาท์พุทลอจิกมาโครเซลล์ (OLMC)ส่วนประกอบนี้ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นและความสะดวกในการตั้งค่าและปรับเปลี่ยนประตูตรรกะมันให้ความสามารถในการปรับตัวได้ดีกว่าอุปกรณ์ PAL เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการออกแบบอย่างรวดเร็วช่วยเร่งการเปิดตัวผลิตภัณฑ์และปรับปรุงฟังก์ชั่น

เทคโนโลยี EECMOS ใน GALS สนับสนุนความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมโดยอนุญาตให้อุปกรณ์ถูกลบและ reprogrammed ทางไฟฟ้าลดขยะอิเล็กทรอนิกส์การทดสอบอย่างกว้างขวางทำให้มั่นใจได้ว่า GALS นั้นแข็งแกร่งและมีประสิทธิภาพความต้องการการประชุมสำหรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงและยั่งยืน

โครงสร้างพื้นฐานอาร์เรย์ทั่วไป (GAL)

รูปที่ 2: การเป็นตัวแทนของอุปกรณ์ Gal16v8

Teneric Array Logic (GAL) เช่นโมเดล Gal16v8 แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนและความสามารถในการปรับตัวของอุปกรณ์ตรรกะที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ในปัจจุบันโครงสร้างของ GAL16V8 ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการดิจิตอลที่ซับซ้อนต่าง ๆ ผ่านส่วนประกอบแบบแยกส่วนและบูรณาการแต่ละองค์ประกอบมีบทบาทเชิงกลยุทธ์ในการทำงานและความยืดหยุ่นของอุปกรณ์

การออกแบบเทอร์มินัลอินพุต - GAL16V8 มีระบบอินพุตที่มีการปรับปรุงด้วยหมุด 2 ถึง 9 ที่กำหนดให้เป็นเทอร์มินัลอินพุตอินพุตแปดตัวเหล่านี้แต่ละรายการจะถูกจับคู่กับบัฟเฟอร์ที่แยกสัญญาณขาเข้าออกเป็นสองเอาต์พุตเสริมวิธีการสองเอาท์พุทนี้ช่วยเพิ่มความซื่อสัตย์และความสมบูรณ์ของสัญญาณเมื่อเข้าสู่และอาร์เรย์ด้วยการรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ GAL16V8 ทำให้มั่นใจได้ว่าการประมวลผลฟังก์ชั่นลอจิกที่เชื่อถือได้และแม่นยำสำหรับระบบที่ขึ้นอยู่กับการจัดการสัญญาณที่แม่นยำ

และการกำหนดค่าอาร์เรย์ - และอาร์เรย์เป็นองค์ประกอบสำคัญในสถาปัตยกรรมของ Galออกแบบมาเพื่อจัดการการดำเนินการตรรกะที่ซับซ้อนอย่างมีประสิทธิภาพประกอบด้วยอินพุตและเอาต์พุตแปดตัวแต่ละรายการผลิตเอาต์พุตเสริมสองรายการสร้างเมทริกซ์ 32 คอลัมน์ฟีดเหล่านี้เป็นระยะรองของแปดอินพุตหรือประตูส่งผลให้กริด 64 แถวโครงสร้างนี้สร้างเมทริกซ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ด้วยโหนดที่มีศักยภาพ 2048 ซึ่งแต่ละอันกำหนดค่าให้ทำฟังก์ชั่นลอจิกเฉพาะเมทริกซ์ที่กว้างขวางนี้ช่วยให้มีความยืดหยุ่นสูงในการเขียนโปรแกรมอุปกรณ์ในการดำเนินการเชิงตรรกะที่หลากหลายตั้งแต่ฟังก์ชั่นการ gating อย่างง่ายไปจนถึงอัลกอริทึมการคำนวณที่ซับซ้อน

ความเก่งกาจของหน่วยเอาท์พุท - แต่ละหน่วยมาโครเอาต์พุตแปดตัวเชื่อมต่อกับหมุด 12 ถึง 19 เน้นการปรับตัวและความสมบูรณ์ของการทำงานของ Galหน่วยเหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมให้ตรงกับการกำหนดค่าเอาต์พุตใด ๆ ทั่วไปของอุปกรณ์ PAL พร้อมตัวเลือกการปรับแต่งที่เพิ่มขึ้นความสามารถในการเขียนโปรแกรมนี้ช่วยให้นักออกแบบสามารถปรับแต่งตรรกะเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของวงจร

เวลาที่แม่นยำพร้อมนาฬิการะบบ - นาฬิการะบบเฉพาะที่เชื่อมต่อผ่าน PIN 1 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้วงจรลำดับที่ซิงโครไนซ์นาฬิการะบบนี้ป้อนเข้าสู่อินพุตนาฬิกา D Flip-Flop โดยตรงของแต่ละหน่วยเอาท์พุทมาโครดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าการดำเนินการทั้งหมดได้รับการกำหนดเวลาด้วยความแม่นยำและความสอดคล้องในขณะที่คุณลักษณะนี้เน้นย้ำความสามารถของ Gal16v8 ในการดำเนินงานแบบซิงโครนัสการขาดการสนับสนุนวงจรอะซิงโครนัสอาจ จำกัด การใช้งานในสภาพแวดล้อมที่จำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นในการกำหนดเวลา

การจัดการสถานะเอาท์พุทที่มีประสิทธิภาพ -เทอร์มินัลควบคุมสามสถานะอยู่ที่ PIN 11 และจัดการสถานะเอาท์พุทของ GAL16V8 คุณลักษณะนี้ช่วยให้สามารถวางเอาต์พุตในสถานะที่มีความต้านทานสูงซึ่งอำนวยความสะดวกในการรวม GAL อย่างไร้รอยต่อเข้ากับการจัดเรียงวงจรที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นความเสี่ยงของการรบกวนสัญญาณกลไกการควบคุมนี้มีค่าในการตั้งค่าหลายชิปซึ่งส่วนประกอบต่าง ๆ จะต้องโต้ตอบโดยไม่มีความขัดแย้ง

คุณสมบัติขั้นสูง

อาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ขั้นสูง - THE Heart of Gal Technology เป็นอาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้รวมการตั้งโปรแกรมและประตูเข้ากับประตูหรือประตูสิ่งนี้ช่วยให้นักออกแบบปรับการเชื่อมต่อปรับแต่งอุปกรณ์สำหรับฟังก์ชั่นตรรกะเฉพาะการปรับตัวนี้รองรับฟังก์ชั่นดิจิตอลที่หลากหลายทำให้มันมีความหลากหลายและมีความสามารถในการจัดการข้อกำหนดด้านตรรกะที่หลากหลาย

แบบไดนามิกและหรือโครงสร้าง - GAL มีโครงสร้างที่มีหลายและประตูที่นำไปสู่การแก้ไขหรือประตูการกำหนดค่าของเหล่านี้และประตูกำหนดฟังก์ชั่นตรรกะที่ซับซ้อน GAL สามารถดำเนินการได้นักออกแบบใช้ฮาร์ดแวร์คำอธิบายภาษาเช่น VHDL หรือ Verilog สำหรับการเขียนโปรแกรมที่แม่นยำมันอำนวยความสะดวกในการพัฒนาวงจรลอจิกที่ซับซ้อนภายในกรอบการทำงานที่ตั้งโปรแกรมได้

ความสามารถในการเขียนโปรแกรมได้อย่างกว้างขวาง - ความสามารถในการเขียนโปรแกรมที่กว้างขวางของ GAL ผ่านการเชื่อมต่อภายในระหว่างและและหรือหรือประตูช่วยให้นักออกแบบสามารถตั้งค่าการดำเนินการตรรกะที่เฉพาะเจาะจงHDLS ขั้นสูงช่วยให้ความยืดหยุ่นนี้เปิดใช้งานคำจำกัดความฟังก์ชั่นวงจรที่มีรายละเอียดและแม่นยำเหมาะสำหรับวงจรดิจิตอลที่หลากหลาย

การใช้งานเชิงตรรกะแบบ Combinational - GAL เก่งในการใช้วงจรลอจิกแบบผสมผสานซึ่งเอาต์พุตขึ้นอยู่กับอินพุตปัจจุบันโดยตรงโดยไม่มีองค์ประกอบหน่วยความจำสิ่งนี้เป็นสิ่งที่ดีสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการประมวลผลอย่างรวดเร็วและโดยตรงและตรวจสอบเวลาตอบสนองอย่างรวดเร็วและประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในงานเรียลไทม์

ความสามารถในการเขียนโปรแกรมในระบบ - GALS สนับสนุนการเขียนโปรแกรมในระบบช่วยให้การอัปเดตและการแก้ไขโดยตรงภายในวงจรในช่วงการพัฒนาคุณลักษณะนี้ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการออกแบบลดเวลาการพัฒนาและเร่งการแนะนำตลาดผลิตภัณฑ์

ความหลากหลายในแอปพลิเคชัน - GALS สามารถปรับได้สำหรับการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่การสร้างต้นแบบไปจนถึงการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลางพวกเขามีประโยชน์อย่างยิ่งในโครงการที่ต้องการฟังก์ชั่นลอจิกเฉพาะ - ที่การออกแบบวงจรรวม (IC) ที่กำหนดเองไม่สามารถทำได้ผลประโยชน์ที่หลากหลายของพวกเขาเช่นยานยนต์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและการสื่อสารโทรคมนาคม

การจัดการความซับซ้อนต่ำถึงกลาง - ในขณะที่มีประสิทธิภาพสำหรับความซับซ้อนระดับต่ำถึงระดับกลาง GALS นั้นเหมาะสำหรับระบบที่ซับซ้อนสูงเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่หนาแน่นเช่น FPGAsนี่คือการพิจารณาที่สำคัญสำหรับนักออกแบบตามความต้องการของโครงการและความต้องการประสิทธิภาพ

เครื่องมือพัฒนาที่ครอบคลุม - GALS มาพร้อมกับเครื่องมือการพัฒนาและ HDLs ที่จำเป็นสำหรับการเขียนโปรแกรมการจำลองและการตรวจสอบระบบที่ใช้ GALเครื่องมือเหล่านี้ปรับปรุงกระบวนการพัฒนาดังนั้นรับประกันความแม่นยำและประสิทธิภาพในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การใช้พลังงานต่ำ - เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการใช้พลังงานที่ต่ำกว่า GALS มีประโยชน์ในการใช้งานที่ไวต่อพลังงานพวกเขาส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงานและยืดอายุการใช้งานในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

แอปพลิเคชันทั่วไป

รูปที่ 3: วงจรลอจิกดิจิตอลโดยใช้อุปกรณ์ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ของ GAL16V8

อุปกรณ์อาร์เรย์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL) ความสามารถขั้นสูงและความเหมาะสมสำหรับงานที่ซับซ้อนจะเห็นได้ชัดในแอปพลิเคชันต่อไปนี้:

การออกแบบวงจรดิจิตอลขั้นสูง

GALS ถูกใช้ในการออกแบบวงจรดิจิตอลและทำฟังก์ชั่นลอจิกที่ซับซ้อนซึ่งก่อนหน้านี้จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีลอจิกแบบคงที่หลายตัวความสามารถนี้ช่วยให้การออกแบบวงจรขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นลดรอยเท้าของอุปกรณ์และเพิ่มประสิทธิภาพความสามารถในการโปรแกรมของ GALS ช่วยให้สามารถใช้งานได้หลายโครงการโดยไม่มีสินค้าคงเหลือที่กว้างขวางลดต้นทุนและเพิ่มความยืดหยุ่นในการออกแบบนักออกแบบสามารถใช้การดัดแปลงได้อย่างรวดเร็ว

การพัฒนาต้นแบบ

ในการพัฒนาต้นแบบ GALS เสนอข้อได้เปรียบด้วยความสามารถในการ reprogrammabilityความยืดหยุ่นนี้ช่วยเร่งวงจรการพัฒนาต้นแบบช่วยให้การทดสอบฟังก์ชันการทำงานอย่างรวดเร็วและการแนะนำตลาดที่เร็วขึ้นของเทคโนโลยีใหม่ความสามารถในการปรับตัวของ Gals นั้นมีค่าสำหรับนักพัฒนาอย่างต่อเนื่องและปรับปรุงการออกแบบของพวกเขาอย่างต่อเนื่อง

ระบบควบคุม

GALS ใช้เพื่อควบคุมระบบที่จัดการเครื่องจักรยานพาหนะและอุปกรณ์ที่ซับซ้อนอื่น ๆความแม่นยำและความน่าเชื่อถือนี้เป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมเช่นการผลิตและยานยนต์ซึ่งแม้แต่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยอาจมีผลกระทบ

วงจรกำหนดเวลา

GALS มีประโยชน์ในวงจรเวลาสำหรับภาคส่วนที่ต้องการลำดับเวลาที่แม่นยำเช่นโทรคมนาคมและอุปกรณ์อุตสาหกรรมเฉพาะทางความสามารถในการรักษาความแม่นยำของเวลาปรับปรุงความสมบูรณ์ของระบบซึ่งจำเป็นสำหรับการซิงโครไนซ์ที่แม่นยำ

แอปพลิเคชันยานยนต์

ในภาคยานยนต์ GALS จัดการฟังก์ชั่นตั้งแต่ระบบควบคุมเครื่องยนต์ไปจนถึงแสงและความบันเทิงในรถยนต์ความสามารถของพวกเขาในการจัดการการดำเนินการตรรกะที่ซับซ้อนนั้นเหมาะสมกับความต้องการที่เข้มงวดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ซึ่งต้องใช้ความทนทานและประสิทธิภาพสูงGALS เพิ่มฟังก์ชั่นยานพาหนะและประสบการณ์ผู้โดยสาร

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

GALS ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภครวมถึงเครื่องใช้ในบ้านและคอนโซลเกมพวกเขาปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยการจัดการฟังก์ชั่นต่าง ๆดังนั้นรับประกันประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและการรวมคุณสมบัติขั้นสูงความสามารถในการปรับตัวและฟังก์ชั่นของ GALS ขับเคลื่อนนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

โทรคมนาคม

ในการสื่อสารโทรคมนาคม GALS จะส่งสัญญาณอย่างมีประสิทธิภาพและจัดการการรับส่งข้อมูลความสามารถในการเขียนโปรแกรมของพวกเขาช่วยให้สามารถปรับตัวให้เข้ากับโปรโตคอลและข้อกำหนดการประมวลผลสัญญาณที่แตกต่างกันรองรับเครือข่ายการสื่อสารที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่น

ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

ในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมการควบคุม GALS และเพิ่มประสิทธิภาพสายการผลิตแขนหุ่นยนต์และกระบวนการอัตโนมัติอื่น ๆความน่าเชื่อถือของพวกเขาปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและปรับปรุงประสิทธิภาพในการตั้งค่าการผลิต

การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

อาร์เรย์ประตูที่ตั้งโปรแกรมได้ (FPGAs)

รูปที่ 4: พื้นฐาน FPGA

FPGAs มีความซับซ้อนมากกว่าอุปกรณ์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL)มันมีอาร์เรย์ที่หลากหลายของลอจิกเกตและตัวเลือกที่กำหนดค่าได้สิ่งนี้ช่วยให้ FPGAs สามารถจัดการการออกแบบที่ซับซ้อนและการรวมขนาดใหญ่ได้ความสามารถที่โครงสร้างที่ง่ายกว่าของ GALS ไม่รองรับนอกจากนี้ FPGAs ยังให้ความยืดหยุ่นที่เหนือกว่าผ่านการเชื่อมต่อระหว่างกันและบล็อกลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งสามารถดำเนินการฟังก์ชั่นที่หลากหลายได้ในทางตรงกันข้าม GALS ที่มีสถาปัตยกรรมคงที่และเซลล์ที่มีการตั้งโปรแกรม reprogrammable จำกัด นั้นเหมาะสมกว่าสำหรับงานที่ตรงไปตรงมาสถาปัตยกรรมขั้นสูงของ FPGAs ยังส่งผลให้ประสิทธิภาพและความเหมาะสมที่สูงขึ้นสำหรับการใช้งานความเร็วสูงเมื่อเทียบกับความสามารถที่ช้าลงของ GALSอย่างไรก็ตามโดยทั่วไป FPGAs มาพร้อมกับค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นและการใช้พลังงานมากขึ้นซึ่งสะท้อนถึงความสามารถที่เพิ่มขึ้นในขณะที่ GALS เสนอตัวเลือกที่ประหยัดและประหยัดพลังงานมากขึ้นสำหรับการใช้งานที่ง่ายขึ้นซึ่งจำเป็นต้องพิจารณาต้นทุนและพลังงาน

อุปกรณ์ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ที่ซับซ้อน (CPLDs)

รูปที่ 5: บล็อกฟังก์ชัน CPLDS

CPLDS เชื่อมช่องว่างระหว่าง GALS & FPGAS ซึ่งให้ความซับซ้อนมากกว่า GALS แต่น้อยกว่า FPGAsพวกเขาให้ทรัพยากรตรรกะมากขึ้นภายในสถาปัตยกรรมที่มีโครงสร้าง แต่ค่อนข้างยืดหยุ่นCPLDs สามารถจัดการฟังก์ชั่นตรรกะที่ซับซ้อนหลายอย่างพร้อมกันด้วยความเร็วที่เร็วกว่า GALS - ทำให้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการมากขึ้นในขณะที่พวกเขาใช้พลังงานมากกว่า GALS CPLD นั้นประหยัดพลังงานมากกว่า FPGAs ซึ่งเป็นตัวเลือกที่สมดุลในแง่ของการใช้พลังงานสิ่งนี้ทำให้ CPLDs เหมาะสำหรับโครงการที่เกินความสามารถของ GALS แต่ไม่จำเป็นต้องมีการลงทุนทรัพยากรสูงตามแบบฉบับของ FPGAs ซึ่งเหมาะสมกับความซับซ้อนระดับกลาง

ลอจิกอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PAL)

รูปที่ 6: ตรรกะอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PAL)

อุปกรณ์อาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PAL) โดยทั่วไปจะสามารถตั้งโปรแกรมได้ครั้งเดียวซึ่งจำกัดความยืดหยุ่นของพวกเขาเนื่องจากไม่สามารถกำหนดค่าใหม่ได้เมื่อตั้งโปรแกรมสิ่งนี้ทำให้เพื่อน ๆ เหมาะสำหรับการใช้งานง่าย ๆ ที่การออกแบบวงจรไม่จำเป็นต้องมีการแก้ไขในทางตรงกันข้าม GALS ใช้ภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์สำหรับการเขียนโปรแกรมเสนอความสามารถในการใช้งานและอัปเดตวงจรตรรกะที่ซับซ้อนมากขึ้นผ่านการเขียนโปรแกรมหลายครั้งสิ่งนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการใช้งานในสภาพแวดล้อมการออกแบบแบบไดนามิกที่ต้องตอบสนองความต้องการการพัฒนาดังนั้น PALs จะใช้ประโยชน์ได้ดีที่สุดในแอปพลิเคชันที่ต้องการการเปลี่ยนตรรกะแบบคงที่แบบคงที่ในขณะที่ GALS สามารถจัดการการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากธรรมชาติที่สามารถ reprogrammableที่ช่วยให้พวกเขาสามารถพัฒนาควบคู่ไปกับข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน

อาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLA)

รูปที่ 7: อาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLA)

Programmable Logic Arrays (PLAs) มีความยืดหยุ่นสูงกับทั้งและหรือหรือประตูที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ซึ่งเหนือกว่าการกำหนดค่าและการกำหนดค่าและสถาปัตยกรรมที่เห็นได้ใน PALS และโครงสร้างที่คล้ายกันใน GALSเช่นเดียวกับ PALS PLA มักจะเป็นโปรแกรมที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ครั้งเดียวที่ จำกัด การใช้ซ้ำของพวกเขาในทางตรงกันข้าม GALS สามารถตั้งโปรแกรมได้หลายครั้งซึ่งให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นสำหรับการปรับเปลี่ยนตามข้อกำหนดของโครงการวิวัฒนาการPLA นั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการดำเนินการและการเชื่อมต่อตรรกะที่กำหนดเองสูงในขณะที่มีความยืดหยุ่นน้อยกว่า PLA แต่ GALS ยังคงมีประสิทธิภาพสำหรับข้อกำหนดวงจรลอจิกที่ซับซ้อนน้อยกว่า แต่ตั้งโปรแกรมได้GALS เสนอวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานได้จริงในหลาย ๆ สถานการณ์ที่ไม่ต้องการการปรับแต่งในระดับสูงสุด

ข้อดีของการใช้ตรรกะอาร์เรย์ทั่วไป

อุปกรณ์อาร์เรย์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL) มีข้อดีมากมายในการออกแบบวงจรดิจิตอลเมื่อเปรียบเทียบกับลอจิกอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้แบบดั้งเดิม (PAL) อุปกรณ์ GAL โดดเด่นด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงและคุณสมบัติที่เหนือกว่า

อุปกรณ์ GAL สามารถลบและ reprogrammed ได้หลายครั้งซึ่งแตกต่างจากเทคโนโลยีที่ใช้ฟิวส์เก่าซึ่งอนุญาตให้ใช้เพียงครั้งเดียวเท่านั้นสร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยี CMOS ที่สามารถขจัดได้อุปกรณ์ GAL สามารถผ่านการเขียนโปรแกรมได้มากกว่า 100 รอบและให้ความยืดหยุ่นอย่างมีนัยสำคัญแก่นักพัฒนาความสามารถนี้ช่วยให้การปรับแต่งซ้ำ ๆ และวิวัฒนาการของการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ทางกายภาพดังนั้นลดต้นทุนของเสียและการพัฒนาความสามารถในการ reprogrammability นี้มีประโยชน์ในอุตสาหกรรมไดนามิกที่มีความต้องการทางเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง

โครงสร้าง macrocell เอาท์พุทที่กำหนดค่าได้ของอุปกรณ์ GAL ช่วยให้โซลูชันการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับแต่งได้โครงสร้างนี้สามารถเลียนแบบการกำหนดค่าที่แตกต่างกันของเอาต์พุตของอุปกรณ์ PAL ทำให้สามารถใช้ Gal เดียวเพื่อแทนที่ชิปหลายตัวในระบบที่ซับซ้อนการกำหนดค่าดังกล่าวทำให้ความต้องการฮาร์ดแวร์ง่ายขึ้นลดต้นทุนสินค้าคงคลังและลดความซับซ้อนในการออกแบบนักออกแบบระบบสามารถเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพและความคุ้มค่าแบบไดนามิกปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของโครงการที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดายความยืดหยุ่นนี้มีค่าสำหรับการออกแบบวงจรที่กำหนดเองและแอปพลิเคชันที่ต้องการฟังก์ชั่นเฉพาะ

อุปกรณ์ GAL มาพร้อมกับความสามารถในการเข้ารหัสเพื่อปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาและป้องกันการเข้าถึงหรือการออกแบบซ้ำที่ไม่ได้รับอนุญาตในอุตสาหกรรมที่มีการแข่งขันสูงคุณลักษณะด้านความปลอดภัยนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความได้เปรียบทางการตลาดโดยการฝังความปลอดภัยลงในอุปกรณ์โดยตรง GALS ช่วยให้ บริษัท ต่างๆปกป้องการลงทุนด้านการพัฒนาของพวกเขาและให้แน่ใจว่านวัตกรรมของพวกเขายังคงเป็นกรรมสิทธิ์

อุปกรณ์ GAL รวมพื้นที่เก็บข้อมูลเฉพาะสำหรับการติดฉลากอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถเก็บเครื่องหมายประจำตัวและข้อมูลที่จำเป็นอื่น ๆคุณสมบัตินี้มีประโยชน์สำหรับการจัดการสินค้าคงคลังและอุปกรณ์ติดตามขนาดใหญ่ตลอดกระบวนการผลิตและการจัดจำหน่ายขนาดใหญ่ฉลากอิเล็กทรอนิกส์ปรับปรุงประสิทธิภาพด้านลอจิสติกส์ปรับปรุงโปรโตคอลความปลอดภัยและรับประกันการปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมโดยทำให้ข้อมูลอุปกรณ์เข้าถึงได้ง่ายและตรวจสอบได้

GALS ให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ที่ซับซ้อนมากขึ้นการใช้พลังงานที่ต่ำกว่าของพวกเขาเป็นประโยชน์ต่อการใช้งานที่ไวต่อพลังงานซึ่งมีส่วนทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่นานขึ้นในอุปกรณ์พกพาและลดความเครียดจากความร้อนในส่วนประกอบของระบบประสิทธิภาพนี้ช่วยปรับปรุงข้อมูลรับรองด้านสิ่งแวดล้อมของอุปกรณ์ GAL และปรับปรุงอายุยืนโดยรวมของผลิตภัณฑ์ที่ใช้ใน

ความท้าทายและข้อ จำกัด

ในขณะที่อุปกรณ์อาร์เรย์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL) เสนอประโยชน์สำหรับแอปพลิเคชันต่าง ๆ พวกเขายังต้องเผชิญกับข้อ จำกัด บางประการที่อาจส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมสำหรับโครงการที่ซับซ้อนหรือมีประสิทธิภาพสูง

ความซับซ้อนและความยืดหยุ่น จำกัด - อุปกรณ์ GAL มีจำนวนเซลล์ลอจิกและพินอินพุต/เอาต์พุตจำนวนคงที่ จำกัด ความซับซ้อนของวงจรที่พวกเขาสามารถจัดการได้ข้อ จำกัด ทางสถาปัตยกรรมนี้ จำกัด การใช้งานในระบบดิจิตอลขั้นสูงที่ต้องการการดำเนินการตรรกะหรือความสามารถในการปรับขนาดได้อย่างกว้างขวางสำหรับการออกแบบที่ซับซ้อนที่ต้องการโซลูชันตรรกะที่แข็งแกร่งนักออกแบบอาจต้องใช้อุปกรณ์ GAL หลายตัวหรือเปลี่ยนเป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถมากขึ้นเช่น CPLDs หรือ FPGAsสิ่งนี้สามารถทำให้กระบวนการออกแบบมีความซับซ้อนและเพิ่มค่าใช้จ่ายและเวลาในการพัฒนาเนื่องจากความซับซ้อนและจำนวนส่วนประกอบเพิ่มขึ้น

ข้อ จำกัด ความเร็ว - อุปกรณ์ GAL โดยทั่วไปไม่ตรงกับความเร็วในการดำเนินงานของอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ขั้นสูงเนื่องจากข้อ จำกัด เชิงโครงสร้างและปัญหาเวลาแฝงในองค์ประกอบที่ตั้งโปรแกรมได้ในแอพพลิเคชั่นความเร็วสูงเช่นการประมวลผลวิดีโอหรือการซื้อขายความถี่สูงประสิทธิภาพที่ช้าลงของ GALS อาจบังคับให้นักออกแบบเลือกทางเลือกที่เร็วขึ้นซึ่งอาจมีราคาแพงกว่า แต่สามารถตอบสนองความเร็วในการประมวลผลที่ต้องการได้

ความกังวลเกี่ยวกับการใช้พลังงาน -ในขณะที่ GALS มีประสิทธิภาพมากกว่า FPGA แต่พวกเขาอาจไม่ประหยัดพลังงานเช่นเดียวกับ CPLD ที่ใหม่กว่าพลังงานต่ำหรือวงจรตรรกะเฉพาะที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ไวต่อพลังงาน

ในแอพพลิเคชั่นเช่นอุปกรณ์พกพาหรืออุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่การใช้พลังงานที่สูงขึ้นของ GALS อาจเป็นข้อเสียเปรียบและอาจส่งผลกระทบต่อการใช้งานและค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงาน

ข้อ จำกัด การเขียนโปรแกรมใหม่ - แม้ว่า gals จะ reprogrammable พวกเขามีจำนวนรอบการเขียนโปรแกรม reprogramming จำนวน จำกัด ก่อนที่การสึกหรอจากการเขียนโปรแกรมจะลดการทำงานของพวกเขา

ในภาคไดนามิกที่ต้องการการอัปเดตและการดัดแปลงอย่างต่อเนื่องเช่น R&D ความสามารถในการเขียนโปรแกรม reprogramming ที่ จำกัด ของ GALS สามารถนำไปสู่ความถี่ในการทดแทนที่เพิ่มขึ้นและต้นทุนที่เกี่ยวข้องลดอายุการใช้งานและความคุ้มค่าของ GALS

ความเสี่ยงที่ล้าสมัย - ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในเทคโนโลยี PLD เช่น CPLDS & FPGAs ปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในประสิทธิภาพและประสิทธิภาพต้นทุนคุกคามความเกี่ยวข้องของเทคโนโลยี GALแนวโน้มนี้อาจส่งผลให้ความพร้อมใช้งานลดลงและการสนับสนุนสำหรับเทคโนโลยี GAL วางความท้าทายในการจัดหาฮาร์ดแวร์การสนับสนุนด้านเทคนิคการสนับสนุนทางเทคนิคและการค้นหาเครื่องมือและซอฟต์แวร์ที่เข้ากันได้สิ่งนี้สามารถขัดขวางผู้ใช้ใหม่ที่มีศักยภาพและผลักดันผู้ที่มีอยู่เพื่อเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีร่วมสมัยมากขึ้น

ความท้าทายด้วยการออกแบบการปรับขนาด - เนื่องจากความสามารถในการรวมที่ จำกัด ของพวกเขา GALS สามารถนำเสนอความท้าทายเมื่อปรับขนาดการออกแบบเพื่อตอบสนองความต้องการของระบบที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและบูรณาการมากขึ้นสำหรับโครงการที่ต้องการความสามารถในการปรับขนาดสูงนักออกแบบอาจต้องการโซลูชันเช่น FPGAS หรือเทคโนโลยีระบบบนชิป (SOC) ที่ให้การบูรณาการมากขึ้นและสามารถจัดการงานที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยไม่ต้องมีข้อ จำกัด ด้านลอจิสติกส์และทางเทคนิค

บทสรุป

อุปกรณ์อาร์เรย์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL) นั้นยอดเยี่ยมสำหรับโครงการอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเพราะสามารถตั้งโปรแกรมได้หลายครั้งมีประสิทธิภาพและดีต่อสิ่งแวดล้อมในขณะที่พวกเขามีประโยชน์มากสำหรับงานที่หลากหลายพวกเขามีข้อ จำกัด ในการจัดการระบบที่ซับซ้อนมากอย่างไรก็ตาม GALS ยังคงมีความสำคัญมากสำหรับการทำทุกอย่างตั้งแต่ตัวจับเวลาอย่างง่ายไปจนถึงระบบรถยนต์ที่ซับซ้อนและอุปกรณ์การสื่อสารแม้ว่าเทคโนโลยีจะเปลี่ยนแปลงไปเรื่อย ๆ GALS ยังคงมีบทบาทสำคัญในปัจจุบันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องลดต้นทุนและประหยัดพลังงานการรู้ว่า GALS สามารถอะไรและไม่สามารถทำได้ช่วยให้นักออกแบบสร้างทางเลือกที่ดีขึ้นในโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของพวกเขา

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

1. อะไรบ้างที่แตกต่างจากวงจรลอจิกแบบดั้งเดิม

อุปกรณ์อาร์เรย์ทั่วไป (GAL) นำเสนอความสามารถในการโปรแกรมซึ่งแตกต่างจากวงจรลอจิกแบบดั้งเดิมที่ จำกัด เฉพาะฟังก์ชั่นเฉพาะความสามารถในการโปรแกรมนี้ช่วยให้ GAL เดียวสามารถแทนที่อุปกรณ์ตรรกะคงที่หลายตัวดังนั้นการประหยัดพื้นที่และลดความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์ในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์

2. การเขียนโปรแกรม GAL ทำงานอย่างไร?

อุปกรณ์การเขียนโปรแกรม GAL เกี่ยวข้องกับการใช้ภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์เช่น VHDL หรือ Verilogโปรแกรมเมอร์เขียนรหัสเพื่อกำหนดฟังก์ชั่นลอจิกที่ต้องการสำหรับ Galรหัสนี้จะถูกรวบรวมและอัปโหลดไปยัง Gal ผ่านอุปกรณ์การเขียนโปรแกรมกระบวนการกำหนดค่าภายในและหรือหรือหรือประตูภายใน GAL เพื่อดำเนินการที่ระบุ

3. อุปกรณ์ GAL สามารถใช้สำหรับแอปพลิเคชันแบบอะนาล็อกได้หรือไม่?

อุปกรณ์ GAL มีไว้สำหรับแอพพลิเคชั่นดิจิทัลและไม่เหมาะสำหรับงานอะนาล็อกพวกเขาจัดการสัญญาณดิจิตอลผ่านประตูตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งไม่สามารถจัดการช่วงค่าต่อเนื่องที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันแบบอะนาล็อก

4. GALS จัดการกับความกังวลด้านความปลอดภัยได้อย่างไร?

อุปกรณ์ GAL ใช้การเข้ารหัสเพื่อรักษาความปลอดภัยตรรกะที่ตั้งโปรแกรมไว้กับการเข้าถึงหรือการทำซ้ำที่ไม่ได้รับอนุญาตการเข้ารหัสทำให้แน่ใจว่าเฉพาะบุคคลที่ได้รับอนุญาตเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงหรือแก้ไขการกำหนดค่าของ GAL ซึ่งจะช่วยปกป้องการออกแบบ