PEEL器件在AMIGO調(diào)頻音頻處理器中的應(yīng)用

PLD（Programmable Logic Device）是一種可由使用者自行設(shè)置的邏輯器件，內(nèi)部包含了組合邏輯電路和時序邏輯電路，使用者根據(jù)所需邏輯功能通過布爾代數(shù)法、真值表法或狀態(tài)圖法等來設(shè)置完成一片PLD，以實現(xiàn)所需組合邏輯和時序邏輯電路功能。PEEL是繼通用陣列邏輯GAL（Generic Array Logic）后出現(xiàn)的新一代可編程邏輯器件PLD，它的密度比普通GAL大得多，在電路設(shè)計中，僅用一片PEEL就能實現(xiàn)數(shù)片標準TTL或CMOS器件的邏輯功能，大大減少了電路中的IC使用數(shù)量，提高了系統(tǒng)的可靠性,同時可使印刷電路板的面積相對的縮小，減少布線及設(shè)計時間，降低了成本，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

一、 PEEL22CV10簡介

1. 器件基本組成及特點

PEEL22CV10由輸入緩沖器、與門陣列、或門陣列、輸出邏輯宏單元、輸出三態(tài)緩沖器等構(gòu)成。圖1為24引腳DIP封裝形式的PEEL22CV10的引腳布局圖，圖2為PEEL22CV10的功能框圖。

PEEL22CV10在邏輯結(jié)構(gòu)方面具有如下特點：

（1）帶有10個輸出邏輯宏單元OLMC（Output Logic Macrocell），每個OLMC帶有1個或門，每個或門都帶有相應(yīng)的乘積項數(shù)目，或門所帶的乘積項為2×8，2×10，2×12，2×14，2×16，共有120項乘積項。每個宏單元有1 個觸發(fā)器，每個觸發(fā)器的輸出都與二選一反饋多路開關(guān)相連并通過一個三態(tài)緩沖器反饋到與門陣列。

（2）可編程與門陣列共有44個輸入變量，其中12個專用輸入端為24個變量，10個反饋輸入端為20個變量。

（3）所有的乘積項共有132項。其中或門帶120項；三態(tài)輸入緩沖器的使能端OE需要1個乘積項，10個宏單元共需要10個乘積項；所有宏單元中的觸發(fā)器共用的一個同步置1信號SP需要1個乘積項；所有宏單元中的觸發(fā)器共用的一個異步置0信號AR需要1個乘積項。

從圖3可以看出，輸入緩沖器的邏輯作用是把輸出變量轉(zhuǎn)換成原變量和反變量，為與門陣列提供輸入信號。同時，由于采用CMOS工藝，使其輸入阻抗很高，這樣所要求的輸入驅(qū)動電流就大大低于普遍雙極型器件，使驅(qū)動電路可有很高的扇出系數(shù)，且電平也可同TTL電路兼容。

眾所周知，所有組合邏輯都可由與一或表達式（又稱為“積之和”式）來表示，在PEEL器件中，與一或門陣列所完成的就是與一或邏輯運算。與一般中小規(guī)模集成電路不同的是PEEL器件中，與門和或門的數(shù)量很大，每個OLMC的輸入端又很多，且排成陣列。在PEEL22CV10中，與門的個數(shù)多達132個。又因為該器件采用與門陣列可編程，或門陣列是固定連接的邏輯結(jié)構(gòu)，所以對與門陣列進行編程就可決定各個與門的輸入信號，從而實現(xiàn)所需功能。此外，PEEL22CV10還提供了24位的電子標簽和一個保密位。電子標簽可存儲用戶定義的任何信息（如：產(chǎn)品制造商識別碼、編程日期、線路形式識別碼、產(chǎn)品代碼等），而且這些信息不受芯片保密位的影響，隨時可以讀出。為了防止他人未獲允許而抄襲芯片的邏輯電路設(shè)計，則可通過設(shè)置保密位來禁止對芯片作進一步編程或驗證，只有對芯片整體擦除時才能將此保密位擦除掉。

2. 輸出邏輯宏單元OLMC結(jié)構(gòu)

PEEL22CV10器件的輸出宏單元OLMC結(jié)構(gòu)如圖4所示。每個0LMC包含或門陣列中一個或門，或門的每一個輸入對應(yīng)一個乘積項（與門陣列中一個與門的輸出），或門的輸出為各乘積項之和。D觸發(fā)器作為狀態(tài)存貯器使用，以使PEEL器件適合于時序邏輯電路。每一個0LMC包括兩個實現(xiàn)信號選擇的多路開關(guān)，其中四選一多路開關(guān)用來選擇輸出方式和輸出極性，二選一多路開關(guān)用來選擇反饋信號。這兩個多路開關(guān)的控制信號是相關(guān)的，其中一個是時序/組合控制信號，另一個是輸出高有效／低有效控制信號。通過編程，使每一個OLMC工作于需要的模式。輸出三態(tài)緩沖器的作用有二，一是提高帶負載能力，二是使電路可輸出高電平、低電平和高阻態(tài)三種狀態(tài) 。

二、 PEEL22CV10芯片的具體應(yīng)用

AMIGO調(diào)頻音頻處理器是由一款具有雙頻帶自動增益控制器、可變預加重多頻帶限幅器、數(shù)字合成立體聲編碼器、平衡阻擋帶音頻輸入、AUX輸出和BNC復合輸出等功能的高性能立體聲音頻處理系統(tǒng)。它的立體聲編碼器部分是在08-8300-01印刷電路板上，該印刷電路板上共用到3片PEEL22CV10芯片（U7，U8，U14），分別實現(xiàn)如下功能：

⊙ U7產(chǎn)生19kHz的數(shù)字合成導頻信號和立體聲指示燈控制信號，并為U14提供一個同步信號，以確保所產(chǎn)生的19kHz的導頻相位和38kHz的副載波相位的一致。

⊙ U8對3.648MHz晶體震蕩器頻率進行12次分頻，并將產(chǎn)生的304kHz頻率信號作為U7及U14的時鐘信號。

⊙ U14為脈沖幅度調(diào)制器PAM（Pulse Amplitude Modulator），它通過控制2片雙向模擬開關(guān)芯片U9及U10（CD4066）來數(shù)字合成產(chǎn)生一個頻率為38kHz的近似正弦波作為立體聲副載波。

三、結(jié)束語

必須說明的是，應(yīng)用可編程邏輯器件，必須具備軟件開發(fā)工具和硬件工具。對于軟件開發(fā)工具常采用CUPL，ABEL，PLACE這些高級開發(fā)軟件，這些軟件都具有自動邏輯化簡的功能，都屬于編譯型軟件。而硬件工具則是編程器,它用來將編譯產(chǎn)生的熔絲圖文件（JED文件）固化到PLD芯片上。有關(guān)PLD器件的開發(fā)工具的使用，請參考有關(guān)資料。