时间:2025/12/28 3:22:23
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AMPAL16R4LPC 是一款由安森美(ON Semiconductor)生产的可编程逻辑器件(PLD),具体属于PAL(Programmable Array Logic)系列中的一员。该器件是一款低功耗、高性能的CMOS一次性可编程(OTP)逻辑器件,广泛应用于工业控制、通信设备、消费电子以及嵌入式系统中的组合与时序逻辑实现。该芯片采用20引脚DIP或SOIC封装,适用于需要中等规模逻辑集成的设计场景。AMPAL16R4LPC 的核心结构包括一个可编程的“与”阵列和一个固定的“或”阵列,支持高达16个输入和4个寄存器输出,适合实现复杂的布尔函数和状态机逻辑。由于其一次性可编程特性,该器件在产品定型后的大批量生产中具有成本优势,但不支持重复擦写。该器件工作电压通常为5V,兼容TTL电平,便于与传统数字电路接口集成。此外,其低功耗设计使其适用于对功耗敏感的应用环境。作为经典PLD器件之一,AMPAL16R4LPC 在现代FPGA和CPLD广泛应用之前曾是逻辑设计的主流选择,目前仍用于维护旧有系统或特定低成本应用场景。
型号:AMPAL16R4LPC
制造商:ON Semiconductor
器件类型:可编程阵列逻辑(PAL)
逻辑宏单元数量:4
输入数量:16
输出数量:4(带寄存器)
可编程与阵列:16 x 48项
固定或阵列:支持多输入或逻辑
工艺技术:CMOS
封装形式:20-DIP, 20-SOIC
电源电压:4.75V ~ 5.25V
工作温度范围:0°C ~ 70°C
最大时钟频率:约30 MHz(典型值)
传播延迟:约25ns(典型值)
功耗:低功耗CMOS设计,静态电流小于100μA
编程方式:一次性可编程(OTP)
编程电压:12.5V ~ 13V(编程脉冲)
输出类型:寄存器输出,支持三态控制
AMPAL16R4LPC 具备典型的PAL架构特性,其可编程“与”阵列允许用户自定义任意组合逻辑输入项,而固定的“或”阵列则将这些乘积项合并生成最终输出。这种结构特别适合实现复杂的布尔表达式和有限状态机。每个输出均配备D型触发器,支持同步时序逻辑设计,能够实现锁存、计数、状态控制等功能。该器件的寄存器输出带有异步清零和时钟使能控制功能,增强了时序设计的灵活性。
该芯片采用低功耗CMOS工艺制造,在保持高速性能的同时显著降低了静态和动态功耗,非常适合用于电池供电或散热受限的应用场景。其5V供电设计和TTL电平兼容性使其能够无缝接入传统数字系统,无需额外的电平转换电路,简化了系统设计复杂度。
作为一次性可编程器件,AMPAL16R4LPC 在出厂后可通过专用编程器进行一次烧录,确保逻辑配置永久固化,提升了系统的安全性和抗干扰能力。虽然不具备像CPLD或FPGA那样的多次擦写功能,但在大批量生产中具有成本优势和高可靠性。
该器件具备良好的抗噪声能力和温度稳定性,能够在工业级环境温度范围内稳定运行。其20引脚封装提供了清晰的I/O分配,便于PCB布局和调试。此外,该芯片支持三态输出控制,可用于总线接口设计,实现多设备共享数据通道。
尽管现代可编程逻辑更多采用基于SRAM或闪存的CPLD/FPGA方案,但AMPAL16R4LPC 仍因其简单性、可靠性和低成本在教育、维修和特定嵌入式应用中占有一席之地。其设计工具链成熟,支持通用PLD开发软件进行逻辑综合与编程,降低了开发门槛。
AMPAL16R4LPC 被广泛应用于各种需要中等规模逻辑控制的电子系统中。在工业自动化领域,常用于PLC模块、I/O扩展接口、状态机控制器和传感器信号调理电路中,实现输入信号的逻辑判断与输出驱动控制。
在通信设备中,该器件可用于协议转换、地址译码、串并转换以及时序同步等功能模块,尤其适用于老旧通信基站或终端设备的逻辑升级与维护。
在消费电子产品中,如打印机、扫描仪、家用电器控制板等,AMPAL16R4LPC 可替代多片中小规模逻辑IC(如74系列),减少元件数量,提高系统集成度和可靠性。
在计算机外围设备和嵌入式控制系统中,该芯片可用于地址解码、中断控制、键盘扫描矩阵以及显示驱动逻辑等任务,有效降低主控MCU的负担。
此外,在教学和科研领域,AMPAL16R4LPC 作为学习可编程逻辑原理的经典器件,被广泛用于数字电路实验课程中,帮助学生理解PLD内部结构、布尔代数实现以及时序逻辑设计方法。其直观的架构和成熟的开发工具使其成为入门级可编程逻辑教学的理想选择。