16V47 是一款由 Microchip Technology 公司生产的可编程逻辑器件(PLD),属于经典的 PAL(Programmable Array Logic)系列。该器件基于 CMOS 技术制造,具有低功耗、高可靠性和易于集成的特点,广泛应用于工业控制、通信设备、消费电子和嵌入式系统中。16V47 的命名遵循 PAL 器件的通用命名规则:'16' 表示该器件最多支持 16 个输入信号(包括专用输入和反馈输入),'V' 表示输出结构为可变(Versatile Output),即部分引脚可配置为输入或输出,'47' 是型号标识,代表其具体的逻辑架构和封装形式。该芯片通常采用 20 引脚 DIP(双列直插式封装)或 SOIC 封装,适合在标准 PCB 上使用。16V47 内部包含一个可编程的“与”阵列和一个固定的“或”阵列,用户可通过硬件描述语言(如 ABEL 或 VHDL)对其进行编程,实现自定义的组合逻辑或时序逻辑功能。由于其非易失性编程特性,16V47 在断电后仍能保留配置信息,上电后无需重新加载逻辑程序,提高了系统的启动速度和稳定性。此外,该器件支持工业级温度范围(-40°C 至 +85°C),适用于严苛环境下的应用。尽管随着 FPGA 和 CPLD 技术的发展,PAL 器件的应用有所减少,但 16V47 因其简单性、低成本和高可靠性,仍在许多 legacy 系统和小规模逻辑设计中发挥重要作用。
型号:16V47
制造商:Microchip Technology(原 Lattice Semiconductor 开发,后由 Microchip 接管)
器件类型:PAL(可编程阵列逻辑)
封装形式:20-DIP、20-SOIC
电源电压:4.75V 至 5.25V
工作温度范围:-40°C 至 +85°C
输入电压高电平最小值:2.0V
输入电压低电平最大值:0.8V
输出驱动能力:单输出最大灌电流约 24mA
可编程与阵列大小:16 输入 × 64 项(具体取决于内部结构)
宏单元数量:10 个可配置逻辑块(Macrocells)
时钟频率:最高可达 100MHz(典型值)
传播延迟:典型值为 25ns(从输入到输出)
编程电压:需要 VPP = 12.5V 进行编程操作
编程接口:符合 JEDEC 标准的 ISP(In-System Programming)接口(部分版本支持)
功耗:静态电流小于 100μA,动态功耗随频率增加而上升
16V47 的核心特性在于其灵活的可编程逻辑架构和高度的现场可配置性。该器件采用 CMOS 工艺制造,在保证高速性能的同时实现了较低的静态功耗,特别适合对功耗敏感的应用场景。其内部结构由一个可编程的“与”阵列和一个固定的“或”阵列组成,允许用户通过编程定义复杂的组合逻辑函数。每个宏单元(Macrocell)均可独立配置为组合逻辑输出、寄存器输出或双向 I/O 模式,提供了极大的设计灵活性。16V47 支持多达 10 个输出/输入引脚,其中部分引脚可作为内部反馈信号回送至与阵列,用于构建状态机或时序电路。这种反馈机制使得该器件不仅能实现简单的门级逻辑,还能构建有限状态机、地址译码器、控制信号发生器等复杂功能模块。
另一个显著特点是其非易失性编程技术,使用 EEPROM 或 Flash 存储单元保存逻辑配置数据,确保在断电后不会丢失程序内容,系统上电后可立即进入工作状态,无需外部配置 ROM 或初始化过程。这大大简化了系统设计并提高了可靠性。此外,16V47 支持工业级温度范围和较高的抗干扰能力,能够在恶劣环境下稳定运行。对于开发人员而言,该器件兼容标准的 PLD 开发工具链,如 Lattice ispLever、Data I/O 的 ABEL 编译器以及第三方 EDA 工具,支持使用硬件描述语言(HDL)进行逻辑设计,并可通过通用编程器或在线编程(ISP)方式进行烧录。虽然其逻辑资源有限,无法与现代 CPLD 或 FPGA 相比,但在中小规模逻辑替换、接口协议转换、老设备维护等领域仍具有不可替代的优势。其成熟的技术、广泛的文档支持和长期供货保障也使其成为许多工业客户首选的解决方案。
16V47 被广泛应用于多种电子系统中,尤其是在需要定制化逻辑控制且不希望采用微控制器或 FPGA 的场合。典型应用包括工业自动化控制系统中的逻辑译码与信号调理,例如用于 PLC(可编程逻辑控制器)中的输入输出扩展模块,实现对外部传感器信号的预处理和执行机构的驱动控制。在通信设备中,16V47 可用于实现简单的协议转换、地址总线解码或中断优先级仲裁逻辑,尤其适用于老式通信基站或交换机的维护升级。在消费电子产品中,它常被用作按键扫描矩阵的逻辑控制单元、LED 显示驱动的译码器或电源管理模块中的状态控制逻辑。
此外,16V47 也常见于计算机外设和嵌入式系统中,如打印机、扫描仪、硬盘控制器等设备中的接口逻辑适配,能够有效解决不同芯片之间的电平匹配与时序协调问题。在教育领域,由于其结构清晰、编程直观,16V47 经常被用于数字逻辑课程的教学实验,帮助学生理解可编程逻辑器件的工作原理和 HDL 编程方法。在军事和航空航天领域,尽管高性能器件更为常见,但在一些对可靠性要求极高且逻辑复杂度较低的子系统中,16V47 凭借其经过验证的稳定性和长生命周期供货能力,依然保有一席之地。总的来说,任何需要小型化、定制化、高可靠逻辑电路的设计都可以考虑使用 16V47 作为解决方案。
PALCE16V8H
ATF16V8BQL-15
GAL22V10D