Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Электроника

Программируемая матричная логика

Одно из важных применений БИС программируемой логики – замена ИС малого и среднего уровня интеграции при реализации произвольных логических функций. В таких случаях возможность использования выходов любых конъюнкторов (вертикальные шины Р) любыми дизъюнкторами (горизонтальные шины у) становится излишним усложнением. Отказ от этой возможности приводит к структуре программируемой матричной логики (ПМЛ).

В ПМЛ (рис. 4.28) выходы элементов "И" (выходы первой матрицы) жестко расположены между элементами "ИЛИ" (входами матрицы ИЛИ). В показанной структуре для т входов и п выходов требуется т инверторов, п схем "ИЛИ" и 4п элементов "И", поскольку каждому элементу "ИЛИ" придается по четыре конъюнктора. По сравнению с ПЛМ эта схема имеет меньшую функциональную гибкость, так как матрица ИЛИ фиксирована, но их изготовление и использование проще. Преимущества ПМЛ особенно проявляются при проектировании несложных устройств.

Базовая структура ПМЛ

Рис. 4.28. Базовая структура ПМЛ

Подготовка задач к решению на ПМЛ имеет много общего с подходом к решению задач на ПЛМ, но есть и различия. Для ПМЛ логическую функцию нужно представить таким образом, чтобы число термов было не больше числа входов выходных элементов "ИЛИ".

Модернизация схем ПЛМ и ПМЛ

Схемы с программируемым выходным буфером. Рассмотренные схемы ПЛМ и ПМЛ являются базовыми. Для расширения их функциональных возможностей применяют некоторые схемные усовершенствования. К одним из них относят использование программируемых выходных буферов. Такие буферы обеспечивают возможность получения выходных функций не только в прямом, но и в инверсном виде.

В такой схеме (рис. 4.29) разработанные матрицами функции проходят через выходной буфер, имеющий два входа. На первый вход поступают функции , а на второй – нулевые сигналы от потенциала корпуса через плавкие перемычки (ПП). Буфер реализует функцию "сумма по модулю 2", поэтому, если перемычка цела, то сигнал с верхнего входа передается без изменения, т.е. . Если перемычку пережечь, то на нижнем входе будет сигнал лог. 1 от источника питания через резистор R. Складываясь по модулю 2 с единицей, функции инвертируются. Следовательно, в линиях с целыми перемычками функции проходят через буфер неизменными, а в линиях с отсутствующими перемычками – инвертируются. Программируемый буфер дает дополнительные возможности для минимизации числа переменных в реализуемой системе логических функций.

Схема ПЛМ с программируемыми выходными буферами

Рис. 4.29. Схема ПЛМ с программируемыми выходными буферами

Пример 4.1. Пусть с помощью ПЛМ нужно воспроизвести систему из двух функций, представленных картами Карно (рис. 4.30).

Карты Карно для примера воспроизведения функции в ПЛМ с программируемым выходным буфером

Рис. 4.30. Карты Карно для примера воспроизведения функции в ПЛМ с программируемым выходным буфером

Чтобы охватить все "1" функции F1 контурами понадобится четыре контура, отмеченные на рис. 4.30, а римскими цифрами I, II, III и IV. Им соответствуют следующие термы:

Для охвата всех "1" функции F2 потребуются контуры V, VI и VII (рис. 4.30, б), которым соответствуют другие три терма:

Таким образом, для реализации двух функций с помощью ПЛМ понадобится семь различных термов. При инвертировании функции единицы занимают в карте Карно те позиции, которые были нулями, и наоборот. Как это видно из сравнения карт Карно функций F2 и (рис. 4.30, б и в), количество единиц и охватывающих их контуров при этом не изменилось. Но контуры на карте функции теперь совпадают с контурами для функции F1 (см. рис. 4.30, а, в). Таким образом, термы, полученные для функции F1, могут быть использованы для реализации функции и общее число термов, необходимых для реализации двух функций, сокращается с семи до четырех. Возврат от функциик функции F2 осуществляется пережиганием перемычки в линии выхода.

Структура ПЛМ с памятью

Рис. 4.31. Структура ПЛМ с памятью

Схемы с памятью. Для построения цифрового автомата необходима не только комбинационная часть, обеспечивающая вычисление логических функций, но и элементы памяти для храпения состояния автомата. Развитием схем ПЛМ стали схемы, в которых кроме средств матричной логики содержатся элементы памяти – триггеры или целые регистры. Кроме грех обычных параметров – числа входов, выходов и термов – эти схемы характеризуются числом триггеров или разрядностью регистра. Схема ПЛМ с памятью соответствует структуре цифрового автомата с памятью (рис. 4.31). Регистр обеспечивает хранение состояний автомата Q. Общее число внутренних состояний автомата определяется числом регистров. Данный цифровой автомат – синхронный, так как сигналы с выходов регистров на входы ПЛМ подаются только с приходом тактовых сигналов (ТС).

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы