Perbedaan PAL dan PLA

PAL (Programmable Array Logic)

Chip PAL (Programmable Array Logic) mulai diperkenalkan oleh Monolithic Memories pada pertengahan tahun 1970-an. Arsitektur dari PAL sendiri digambarkan seperti gambar A1, dimana terdapat bulatan kecil pada gambar yang menunjukkan hubungan yang bersifat programmable. Seperti yang terlihat, sirkuit tersebut terdiri dari susunan gerbang AND yang bersifat programmable, diikuti oleh susunan yang teratur dari gerbang OR.

Implementasi dari gambar A1 berdasar atas fakta bahwa beberapa fungsi kombinasional dapat digambarkan lewat Sum-of-Product (SOP). Misalkan jika a₁, a₂, a₃,…, a_N adalah input logika dari PAL,  maka beberapa output kombinasional, x dapat dihitung dengan

x = m₁+m₂+m₃+…+m_M ;

Dimana m = f₁ (a₁,a₂,a₃,…a_N) adalah bentuk minterm dari fungsi x. Misalkan,

x = a₁a₂ + a₂a_{3a 4} + a₁a₂a₃a₄ –> bentuk SOP (Sum of Product)

Gambar A1

Oleh karena itu, produk minterm dapat diperoleh lewat gerbang AND, dimana outputnya dihubungkan dengan gerbang OR untuk menghitung penjumlahan. Dengan demikian, maka diperoleh penjelasan tentang implementasi persamaan SOP.

Kendala utama dari impelementasi ini adalah kenyataan bahwa cara ini hanya memperbolehkan adanya fungsi kombinasional. Untuk mengatasi hal tersebut, dimunculkanlah registered PAL pada akhir tahun 1970-an. Pada registered PAL terdapat tambahan berupa sebuah flip flop di tiap-tiap output (setelah gerbang OR pada gambar A1). Dengan demikian, sebuah implementasi fungsi sekuensial dapat diperoleh dan dijalankan dengan baik.

Contoh chip PAL yang cukup terkenal adalah PAL16L8. Chip tersebut memiliki 16 input, 8 output (meskipun hanya ada 18 pin I/O yang benar-benar ada karena hanya ada 20 pin, dimana hanya ada 10 pin IN, 2 pin OUT, dan 6 pin IN/OUT (dua arah/bidirectional) serta VCC dan GND). Chip ini dikenal oleh khalayak umum dengan sebutan chip 16R8(R sebagai singkatan dari registered). Pada awalnya, teknologi yang digunakan dalam pembuatan PAL adalah bipolar, dengan daya sebesar 5 V dan konsumsi arus sekitar 200mA. Sedangkan maximum frekuensinya sebesar 100 MHz dan sel programmable nya adalah tipe PROM atau EPROM.

PLA (Programmable Logic Array)

Chips PLA(Programmable Logic Array), diperkenalkan pada tahun 1970-an oleh Signetics. Arsitektur dasar dari PLA digambarkan secara jelas pada gambar A2. Bandingkan dengan gambar A1, perbedaan mendasar yang terlihat jelas diantara gambar tersebut adalah jika pada PAL terdapat sambungan yang bersifat programmable pada gerbang AND dan kemudian tersambung dengan gerbang OR. Sedangkan jika pada PLA, pada gerbang AND serta gerbang OR terdapat sambungan yang sama-sama bersifat programmable. Hal ini tentu saja menguntungkan karena didapat tingkat fleksibilitas yang tinggi. Selain itu, waktu konstan pada tiap titik terendah internal pada sirkuit juga akan meningkat, yang artinya waktu yang digunakan semakin sedikit sehingga makin efisisen.

Gambar A2

Chip PLA yang cukup terkenal adalah Signetics PLS161. Chip tersebut berisi 12 input dan 8 output, dimana baik input AND dan OR semuanya bersifat programmable. Bila dihitung, total ada 48 dari 12 input gerbang AND yang tersedia, dan diikuti oleh 48 input gerbang OR sejumlah 8 buah(lebih lengkap, lihat gambar 2). Sebagai output, gerbang XOR yang bersifat programmable juga disediakan sebagai tambahan.

Teknologi yang dipakai pada pembuatan PLA mirip dengan PAL. Meskipun PLA saat ini sudah usang, teknologi pada PLA muncul kembali baru-baru ini sebagai berkas pembuatan pada keluarga pertama dari CPLDs yang berdaya rendah, the CoolRunner family.

Referensi : Circuit Design with VHDL by Volnei A. Pedroni, published by MIT Press.