Vergleich zwischen PLA und PAL: Welches ist das Richtige für Sie?

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Was sind programmierbare Logikarrays (PLAs)?

Ein programmierbares Logikarray (PLA) ist eine Art programmierbares Logikgerät und wird zur Implementierung kombinatorischer Logikschaltungen verwendet. Ein Ausgang kann durch bedingte Ergänzung eines Satzes programmierbarer UND-Gatterebenen, eines Satzes programmierbarer ODER-Gatterebenen und eines Satzes programmierbarer UND-Gatterebenen im PLA erstellt werden. Es hat 2N UND-Gatter für N Eingangsvariablen und sollte M ODER-Gatter mit programmierbaren Eingängen von allen UND-Gattern für M PLA-Ausgänge haben. Mit diesem Muster können zahlreiche Logikfunktionen in den kanonischen Produktsummenformen erstellt werden. Im Gegensatz zu programmierbaren Array-Logikgeräten (PALs und GALs) umfassen PLAs programmierbare UND- und ODER-Gatterebenen.

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Was ist programmierbare Array-Logik (PALs)?

Eine Programmable Array Logic (PAL) ist eine PLD-Schaltung (Programmable Logic Device), die ähnlich wie PLA funktioniert. Im Gegensatz zu PLA hat PAL feste ODER-Gatter anstelle von programmierbaren UND-Gattern. Es verwendet zwei einfache Funktionen, wobei die maximale Anzahl von Produkttermen, die in der SOP-Darstellung der Funktion erstellt werden können, von der Anzahl der verknüpften UND-Gatter mit jedem ODER-Gatter abhängt. Der resultierende Produktterm wird nicht mit den Ausgabefunktionen geteilt, obwohl die UND-Gatter immer mit den ODER-Gattern verbunden sind.

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PLAs vs. PALs

Der Hauptunterschied zwischen PALs und PLAs ist das ODER-Gatter-Array. Das OR-Gatter-Array in PALs ist fest, während das OR-Gatter-Array in PLAs programmierbar ist. Dieser Unterschied macht die Programmierung von PALs einfacher als die von PLAs. PLAs können eine größere Vielfalt von Logikoperationen implementieren als PALs. Zusätzlich zu dem zuvor erwähnten Problem unterscheiden sich PLA und PAL in den unten aufgeführten Punkten.

PAL reagiert schneller als PLA. Im Gegensatz dazu läuft PAL schneller als PLA.
Die Komplexität von PLA ist größer als die von PAL. Im Vergleich dazu ist die Komplexität von PAL geringer als die von PLA.
Bei PLA geht es schrittweise voran. Im Gegensatz dazu bewegt sich PAL schnell.
Der Preis von PAL übersteigt den von PLA. Im Gegensatz zu PLA ist PAL weniger teuer.
PLA ist anpassungsfähiger als PAL. Während PLA vielseitiger als PAL ist, gilt das Gegenteil.
PAL bietet mehr Komfort in Bezug auf Produktion und Zugänglichkeit. Im Gegensatz dazu ist der Zugriff auf PLA schwierig.
In PLA wurden nur sehr wenige Funktionen implementiert. Andererseits ist die überwiegende Mehrheit der Funktionen von PAL jetzt einsatzbereit.

Video zu PLAs vs. PALs

Merkmale von PLAs und PALs

Merkmale von PLAs

Ein AND-Array und ein OR-Array bilden ein PLA, eine Form eines programmierbaren Logikbausteins (PLD).
Die Produktterme der gewünschten logischen Funktion werden mithilfe des AND-Arrays erzeugt.
Die Ausgabe des PLA wird durch die Kombination der Produktterme mithilfe des ODER-Arrays erstellt.
Die Verbindungen zwischen den Gattern sowohl im UND-Array als auch im ODER-Array sind programmierbar, wodurch die Implementierung vieler logischer Operationen ermöglicht wird.
Wenn Flexibilität entscheidend ist, wie bei Computer-CPUs und anderen digitalen Logikschaltungen, werden häufig PLAs verwendet.
PALs sind billiger und schneller als PLAs, aber PLAs sind flexibler.

Merkmale von PALs

Ein AND-Array und ein festes OR-Array sind die Komponenten eines PAL, einer bestimmten Art von PLD.
Im Gegensatz zum OR-Array kann das AND-Array programmiert werden.
Mit dem AND-Array können die Produktterme der gewünschten logischen Funktion erstellt werden.
Um die Produktterme zu kombinieren und die Ausgabe des PAL zu erstellen, wird ein festes OR-Array verwendet.
PALs werden häufig in kleinen, kostengünstigen Anwendungen wie eingebetteten Systemen eingesetzt, bei denen Geschwindigkeit oder Kosten wichtiger sind als Anpassungsfähigkeit.
PALs sind jedoch weniger flexibel als PLAs, obwohl sie billiger und schneller sind.

Wofür werden PLAs und PALs verwendet?

PLAs-Anwendungen

Obwohl PLAs langsamer und teurer als PALs sind, sind sie anpassungsfähiger. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen Flexibilität entscheidend ist, einschließlich Computer-CPUs und anderen digitalen Logikschaltungen. Hier sind einige spezifische Anwendungsbeispiele für PLAs:

Computer-CPUs: Die Steuerlogik von Computer-CPUs wird durch PLAs implementiert. Die Steuerlogik muss in der Lage sein, eine breite Palette logischer Funktionen zu implementieren, da sie dafür verantwortlich ist, zu entscheiden, welcher Befehl als nächstes ausgeführt wird.
Digitale Logikschaltungen: Eine Reihe digitaler Logikschaltungen, darunter Decoder, Multiplexer und Register, werden mithilfe von PLAs implementiert.
SPS oder speicherprogrammierbare Steuerungen werden zum Betrieb industrieller Geräte verwendet. Da PLAs anpassungsfähig und zuverlässig sind, sind sie eine gute Wahl für diese Anwendung, da sie eine breite Palette logischer Operationen ausführen können.

PAL-Anwendungen

PALs sind schneller und weniger teuer als PLAs, aber sie sind auch weniger flexibel. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen Geschwindigkeit oder Kosten Vorrang vor Flexibilität haben, wie etwa bei eingebetteten Geräten und anderer kompakter und kostengünstiger Software. Hier sind einige spezifische Beispiele für PAL-Anwendungen:

Eingebettete Systeme: Zahlreiche Produkte, darunter Autos, Haushaltsgeräte und Spielzeuge, verwenden eingebettete Systeme. PALs sind eine ausgezeichnete Option für diese Anwendung, da sie klein und schnell sind und außerdem günstig sein müssen.
Instrumentierung: Instrumentierung wird verwendet, um physikalische Prozesse zu überwachen und zu regulieren. PALs sind für diese Anwendung eine ausgezeichnete Option, da sie nicht nur einfach zu verwenden, sondern auch genau und zuverlässig sind.
Telekommunikation: Telekommunikationsnetzwerke müssen eine Vielzahl von Datenverkehr bewältigen. PALs sind für diese Anwendung eine ausgezeichnete Option, da sie schnell und skalierbar sind.

Beispiele für PLAs und PALs

PLA-Beispiel

Das PLA, das zur Implementierung der logischen Operation XOR verwendet werden kann, wird im folgenden Beispiel gezeigt. Das AND-Array umfasst 4 Produktterme (AB, A'B, AB' und A'B') und 2 Eingänge (A und B). Das ODER-Array hat 1 Ausgang und 4 Eingänge (die 4 Produktterme).

UND-Array

------------

A | B | AB | A'B | AB' | A'B'

-- | -- | -- | -- | -- | --

1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0

1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0

0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1

0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1

ODER-Array

------------

AB | A'B | AB' | A'B'

-- | -- | -- | --

Durch Herstellen der richtigen Verbindungen zwischen dem UND-Array und dem ODER-Array kann dieses PLA so programmiert werden, dass es die XOR-Funktion ausführt. Beispielsweise würden wir die Verbindung zwischen dem AB-Produktterm und dem Ausgang des OR-Arrays herstellen, um die XOR-Funktion zu implementieren.

PAL-Beispiel

Das PAL, das zur Implementierung der logischen Funktion AND verwendet werden kann, ist im folgenden Beispiel dargestellt. A und B sind die beiden Eingänge, und AB und A'B sind die beiden Produktterme. Das OR-Array hat einen Ausgang und zwei feste Eingänge (die beiden Produktterme).

AND-Array

------------

A | B | AB | A'B

-- | -- | -- | --

1 | 1 | 1 | 0

1 | 0 | 0 | 1

ODER-Array

------------

AB | A'B

-- | --

Durch Herstellen der richtigen Verbindungen zwischen dem UND-Array und dem festen ODER-Array kann dieser PAL so programmiert werden, dass er die UND-Operation ausführt. Beispielsweise würden wir die Verknüpfung zwischen dem AB-Produktterm und der Ausgabe des ODER-Arrays herstellen, um die UND-Funktion zu erstellen.

Vor- und Nachteile von PLAs und PALs

Vor- und Nachteile von PLAs

Vorteile:

PALs sind anpassungsfähiger
Können eine größere Bandbreite logischer Operationen durchführen
Können für anspruchsvollere Anwendungen eingesetzt werden

Nachteile:

Teurer als PALs
Schwieriger zu programmieren

Vor- und Nachteile von PALs

Vorteile:

Günstiger als PLAs
Einfacher zu codieren
Kann auf einfachere Anwendungen angewendet werden

Nachteile:

Weniger anpassungsfähig als PLAs
Kann nur eine kleine Anzahl logischer Operationen implementieren

Welches ist das Richtige für Sie?

Ihre spezielle Anwendung bestimmt, welches PLD für Sie ideal ist. Ein PAL ist eine geeignete Option, wenn Sie eine einfache Logikfunktion implementieren müssen und ein einfach zu programmierendes PLD wünschen. Ein PLA ist eine bessere Option, wenn Sie eine anspruchsvolle Logikfunktion implementieren müssen. Bei der Entscheidung zwischen PLA und PAL sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

Der Schwierigkeitsgrad der Logikfunktion, die Sie verwenden müssen
Die Einfachheit der PLD-Programmierung
Preis des PLD
Die Verfügbarkeit des PLD

Fazit

Sowohl PALs als auch PLAs können eine breite Palette digitaler Logikoperationen ausführen. Ihre spezielle Anwendung bestimmt, welches PLD für Sie ideal ist.