Loại thiết bị logic lập trình được sử dụng để triển khai các mạch logic tổ hợp tùy chỉnh. Nó bao gồm một mảng cổng AND lập trình được theo sau bởi một mảng cổng OR cố định.

• Các PAL dễ thiết kế và sử dụng nhanh hơn so với các Mảng Logic Lập trình (PLA), mặc dù chúng kém linh hoạt hơn.
• Chúng thường được sử dụng trong các hệ thống kỹ thuật số để xây dựng các chức năng logic cụ thể một cách hiệu quả với ít linh kiện hơn.

Các thành phần chính

Mảng AND có thể lập trình

Mảng AND bao gồm nhiều cổng AND mà các kết nối đầu vào của chúng có thể được lập trình bởi người thiết kế. Điều này cho phép tạo ra các thuật ngữ tích khác nhau bằng cách kết hợp các biến đầu vào.

Mảng OR cố định

Mảng OR bao gồm các cổng OR cố định kết hợp các đầu ra của mảng AND lập trình được để tạo ra các đầu ra cuối cùng.

Đầu vào và đầu ra

Các thiết bị PAL có nhiều đầu vào được đưa vào mảng AND và một số lượng đầu ra cố định được tạo ra bởi mảng OR.

Cơ chế lập trình

Các PAL được lập trình bằng ngôn ngữ mô tả phần cứng ( HDL ) hoặc các công cụ lập trình chuyên dụng. Việc lập trình xác định cách các đầu vào được kết nối trong mảng AND.

So sánh với các thiết bị logic lập trình khác

Sự khác biệt chính giữa PLA, PAL và ROM nằm ở cấu trúc của chúng:

• Trong PLA, cổng AND lập trình được sẽ được theo sau bởi cổng OR lập trình được .
• Trong PAL, cổng AND lập trình được đặt sau cổng OR cố định.
• Trong ROM, mảng cổng AND cố định được theo sau bởi mảng cổng OR lập trình được.

Ví dụ: Thực hiện hàm đã cho bằng cách sử dụng PAL: Bất kỳ dạng nào từ Tổng các Tích ( SOP ) hoặc Tích các Tổng ( POS ) đều có thể được sử dụng để thực hiện một hàm Boolean.

Có ba biến đầu vào A, B, C và ba hàm số X, Y, Z. Sử dụng các thuật ngữ tổng tích (SOP) để biểu diễn hàm số đã cho như sau:

X(A,B,C)=∑(2,3,5,7)  

Y(A,B,C)=∑(0,1,5)

Z(A,B,C)=∑(0,2,3,5)

Bảng chân lý sau đây giúp hiểu rõ hơn về hàm số với các giá trị đầu vào đã cho:

Hãy điền '1' vào các cột kết quả tương ứng với các minterm được chỉ định trong mỗi hàm.

Tìm X, Y, Z: Tìm các số hạng cực tiểu cao (giá trị hàm bằng 1 trong trường hợp SOP) trong mỗi đầu ra của hàm:

X = A'B + AC

Y = A'B' + B'C

Z = A'B + A'C + AB'C

Mảng AND được lập trình để tạo ra các số hạng tích cần thiết, trong khi mảng OR cố định kết hợp chúng để tạo ra các kết quả đầu ra cuối cùng.

Thuận lợi

• Hiệu suất cao: Các thiết bị PAL thực hiện logic tổ hợp một cách hiệu quả bằng cách sử dụng mảng AND lập trình được và mảng OR cố định, giảm thiểu việc sử dụng phần cứng không cần thiết.
• Chi phí sản xuất thấp: PAL tiết kiệm chi phí hơn so với Mảng logic lập trình (PLA) do kiến ​​trúc đơn giản hơn và mảng OR cố định.
• Độ bảo mật cao: Sau khi được lập trình, các kết nối bên trong của PAL rất khó bị thay đổi, giúp bảo vệ tốt hơn trước những thay đổi trái phép.

Nhược điểm

• Tính linh hoạt hạn chế : Sau khi được lập trình, cấu hình của mảng AND không thể thay đổi, hạn chế tính linh hoạt trong thiết kế so với các thiết bị lập trình tiên tiến hơn như Mảng cổng lập trình trường ( FPGA ).
• Hạn chế về kích thước : Các thiết bị PAL có thể có số lượng cổng logic và đầu vào hạn chế, điều này có thể hạn chế độ phức tạp của các mạch logic có thể được triển khai.
• Độ trễ lan truyền : Cấu trúc cố định của mảng OR có thể gây ra độ trễ lan truyền, ảnh hưởng đến hiệu suất của các ứng dụng tốc độ cao.

Ứng dụng

• Xử lý tín hiệu số : Các PAL được sử dụng trong nhiều ứng dụng xử lý tín hiệu số khác nhau , nơi cần có mạch logic tùy chỉnh để lọc và xử lý tín hiệu.
• Hệ thống điều khiển: Chúng được sử dụng trong các hệ thống điều khiển để thực hiện các chức năng logic cụ thể như máy trạng thái và logic điều khiển cho tự động hóa.
• Hệ thống nhúng: Các PAL thường được tìm thấy trong các hệ thống nhúng để thực hiện các chức năng logic đơn giản mà không cần đến nhiều tài nguyên phần cứng.
• Hệ thống truyền thông: Được sử dụng trong các hệ thống truyền thông để định tuyến tín hiệu và thực hiện các chức năng mã hóa/giải mã.