Программируемые логические матрицы.

При построении схем вычислительных устройств часто требуется реализовать различные достаточно сложные логические функции.

Это можно выполнить различными способами: - использовать логические микросхемы простейших логических функций ( И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ); - использовать ПЗУ; - использовать мультиплексоры.

Любое из предложенных решений приводит либо к избыточности получаемой схемы, либо к сложности схемотехнического решения.

Поэтому для подобных применений целесообразно использовать микросхемы имеющие название “программируемые логические матрицы” (ПЛМ). Их важными преимуществами являются универсальность и возможность программирования на стандартном оборудовании (программаторы ПЗУ).

На рисунке 92а приведена структурная схема иллюстрирующая построение программируемой логической матрицы (ПЛМ). Как видно из рисунка входные переменные инвертируются и подаются на программируемую матрицу схем И в парафазном представлении.

Программируемая матрица представляет собой управляемое (программируемое) соединение горизонтальных и вертикальных линий. Выполненное (запрограммированное) соединение на схеме обозначено крестом. Программироваться могут как матрицы схем И, так и матрицы схем ИЛИ.

Такая схема обладает большей гибкостью чем ППЗУ и мультиплексоры и обеспечивает выполнение функции с использованием меньшего количества элементов.

Рассмотрим как функционирует программируемая логическая матрица, при этом учтем принятые обозначения при построении схемы, показанные на рис. 92б.

Рис. 92. Структурная схема ПЛМ

Учитывая запрограммированные соединения для каждой выходной функции получим:

На рисунке показан упрощенный пример, однако реальные ПЛМ интегрального исполнения обладают значительно большими возможностями. На рисунке показано изображение микросхемы ПЛМ 556РТ2. Микросхема имеет 16 входов , 8 выходов и 2 управляющих входа : ОЕ — разрешение выхода (управление высокоомным выходом) и PRG — программирование, т.е. по 16 входным переменным можно запрограммировать 8 функций.

Промышленность изготавливает большое разнообразие программируемых логических матриц: функциональнопрограммируемая логическая матрица (ФПЛМ), программируемая вентильная матрица (ПВМ), программируемая матричная логика (ПМЛ), программируемый мультиплексор (ПМП) и ПЛМ с внутренними триггерами.

Лекция 30.