时间:2025/12/28 3:12:54
阅读:10
PAL16R4-4JC 是一款由半导体公司生产的可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic, PAL)器件,属于20世纪80年代广泛使用的经典CMOS型PAL系列。该器件采用20引脚DIP(双列直插式封装),主要应用于早期的数字逻辑设计中,用于实现组合逻辑与时序逻辑功能。PAL16R4-4JC 的命名遵循标准PAL命名规则:"PAL"代表可编程阵列逻辑;"16"表示其具有16个输入引脚(包括专用输入和I/O共享输入);"R"表示器件内部包含触发器,支持寄存器型输出,即具备时序逻辑能力;"4"表示有4个输出宏单元;最后的"-4"代表最大传播延迟为4ns,表明其属于高速版本;"JC"通常指JEDEC标准陶瓷DIP封装。该芯片在工业控制、通信接口逻辑、微处理器外围接口、地址译码、状态机设计等场合曾被广泛应用。由于其结构简单、编程方便且可靠性高,在无须复杂PLD或FPGA的场合中是一种经济高效的解决方案。PAL16R4-4JC 通过一次性可编程(OTP, One-Time Programmable)熔丝技术实现逻辑配置,用户可根据需求烧录特定逻辑功能,但一旦编程完成则无法更改。随着现代可擦写CPLD和FPGA的发展,该器件已逐渐退出主流市场,但在维修老旧设备或替代停产元器件时仍具有重要价值。
型号:PAL16R4-4JC
封装类型:20-DIP (Dual In-line Package)
引脚数:20
工作电压:5V ±10%
最大传播延迟(tPD):4ns
输入电压兼容:TTL电平兼容
输出类型:寄存器型(带D触发器)
输入数量:16(其中部分为I/O复用)
输出宏单元数量:4
编程方式:一次性可编程(OTP)
工艺技术:CMOS
工作温度范围:0°C 至 +70°C
存储温度范围:-65°C 至 +150°C
最大功耗:约150mW(典型值)
时钟频率支持:最高可达约25MHz(取决于具体应用)
输出驱动能力:标准CMOS输出,支持驱动多个TTL负载
PAL16R4-4JC 的核心架构基于可编程与阵列和固定或阵列的组合,构成典型的“与-或”结构。其输入端共有16个信号通道,这些信号可以是专用输入或与I/O引脚共享。输入信号经过缓冲后进入可编程“与阵列”,用户可通过编程定义所需的乘积项(Product Terms),每个输出宏单元最多可分配若干个乘积项来构建复杂的逻辑函数。与传统PAL器件一样,PAL16R4-4JC 的每个输出都配备了一个D型触发器(D Flip-Flop),使其能够实现同步时序逻辑功能,如状态机、计数器、锁存控制等。这种寄存器型输出结构允许设计者在同一个器件内集成组合逻辑和时序逻辑,大大增强了灵活性。此外,该器件支持时钟同步操作,所有寄存器共用一个全局时钟输入(CLK引脚),并可通过使能信号(OE或EN)控制输出三态状态,便于总线连接。
PAL16R4-4JC 采用CMOS工艺制造,具有较低的静态功耗,适合对功耗敏感的应用场景。其4ns的传播延迟保证了较高的运行速度,适用于需要快速响应的数字系统。该器件支持TTL电平输入,可以直接与TTL逻辑电路接口而无需额外电平转换。编程方面,PAL16R4-4JC 使用一次性可编程熔丝技术,需借助专用编程器(如DATA I/O、BP Microsystems等)进行烧录。编程前需生成JEDEC标准格式的熔丝图文件,该文件由逻辑设计工具(如ABEL、CUPL或PALASM)编译生成。由于其OTP特性,设计阶段必须充分验证逻辑正确性后再进行编程。
尽管PAL16R4-4JC 不具备现代CPLD的非易失性和多宏单元灵活性,但其结构简洁、抗干扰能力强、启动无需外部配置,在一些恶劣环境或高可靠性要求的旧系统中仍具优势。此外,其固定的逻辑结构也使得时序分析更为简单,避免了复杂可编程逻辑中可能出现的时序不确定性问题。
PAL16R4-4JC 广泛应用于20世纪80至90年代的各类数字电子系统中,主要用于实现中等复杂度的逻辑控制功能。在工业自动化领域,它常被用作PLC(可编程逻辑控制器)中的接口逻辑处理单元,负责处理传感器输入信号并生成执行器控制信号。在通信设备中,该器件可用于实现协议转换、串行/并行数据格式转换以及时序控制逻辑。在计算机外围设备中,如打印机、键盘控制器、磁盘驱动器接口等,PAL16R4-4JC 被用来实现地址译码、中断请求管理以及数据缓冲控制等功能。
此外,该芯片在嵌入式系统早期发展阶段中扮演了重要角色,尤其是在使用8位或16位微处理器(如Z80、8086、68000系列)的系统中,常作为 glue logic(胶合逻辑)连接CPU与外设,承担地址空间划分、片选信号生成、读写时序控制等任务。由于其具备寄存器型输出,也可用于构建简单的有限状态机(FSM),实现自动控制流程,例如电梯控制系统、交通灯控制、流水线调度等。
在测试与测量仪器中,PAL16R4-4JC 可用于触发信号同步、采样时序控制以及多路开关切换逻辑。即使在当前,该器件仍用于老旧设备的维护与替换,特别是在军工、航空航天、铁路信号系统等长期服役设备中,因原始设计使用PAL器件而需要保持兼容性。因此,了解其功能和替代方案对于设备修复和技术升级至关重要。
PALS16R4-4
AMD PAL16R4-4
Lattice PAL16R4-4
ATMEL AT16R4-4