Программируемые логические матрицы
Разновидностью ППЗУ являются программируемые выжиганием плавких перемычек логические матрицы (ПЛМ).
Обычно они выполнены по ТТЛШ-технологии, например, К556РТ1 и К556РТ2 (рисунок 4.30), имеющие идентичные характеристики и конструктивные параметры, но отличающиеся типом выхода: у первой из микросхем выход с открытым коллектором, у второй на три состояния.
Микросхемы ПЛМ также обозначаются буквами РТ и их условное изображение похоже на ИМС ППЗУ. Вместе с тем их устройство существенно отличается от ППЗУ.
Рассмотрим устройство ПЛМ на примере ИМС 556РТ2 (рисунок 4.30). ИМС 556РТ2 выполнена на основе технологии ТТЛШ. Уровни напряжений соответствуют уровням ТТЛШ. Uпит = +5В.
Основу ПЛМ составляют матрицы И и ИЛИ. Матрица И выполняет операции конъюнкции над 16 входными переменными и их инверсными значениями, которые поступают на строчные шины матрицы. Требуемые логические произведения формируют на шинах столбцов путем выжигания ненужных перемычек между строками и столбцами (рисунок 4.31 - перемычки указаны «зигзагами»).
Число столбцов 48, следовательно, на выходе матрицы И можно получить до 48 логических произведений, в каждое из которых может входить до 16 переменных и их инверсий. Матрица ИЛИ выполняет операцию дизъюнкции над логическими произведениями, сформированными матрицей И. Число выходов этой матрицы 8, поэтому она способна сформировать до восьми логических сумм, в каждую из которых может входить до 48 логических произведений. Таким образом, возможности ПЛМ характеризуются числом точек коммутации, равным в данном примере 1920.
|
|
|
Проанализировав схему, легко можно убедиться, что каждый выходной разряд D0, D1, …D7 реализует один минтерм, а выходы И поданы на элемент ИЛИ. Кроме того, при помощи управляемых инверторов на элементах ИСКЛ. ИЛИ, выходной сигнал может инвертироваться (при отсутствии перемычки, т.е. при подаче «0»на второй вход).
Чтобы реализовать любую функцию, необходимо иметь 216=65536 элементов И (число строк в таблице истинности). В 556РТ2 есть только 48, т.е. в таблице истинности может быть не более 48 единиц (или нулей – учётом возможности инверсии на выходе). Т.о. ПЛМ не позволяет реализовать любую функцию.
В определённом смысле ПЗУ устроено аналогично: входные инверторы и элементы И образуют дешифратор адреса, и элемент ИЛИ является как бы элементом памяти. Разница в том, что в ПЗУ реализован полный дешифратор, реализующий все 216минтермов, следовательно, позволяющий реализовать любую функцию.
Очевидно, что при одинаковом числе входных перемен-ных (т.е. разрядов адреса), ПЛМ намного проще, чем ПЗУ.
Приведённая схема является сильно упрощенной, на ней не показаны некоторые узлы, обеспечивающие возможность программирования. Программировать ПЛМ намного сложнее, т.к. необходимо обеспечить несколько уровней программирования – для элементов И, ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.
|
|
|
Программирование матрицы ИЛИ выполняется так же, как и матрицы И, путем выжигания «ненужных» перемычек. На выходах матрицы ИЛИ размещены программируемые усилители, которые в зависимости от состояния перемычки могут передавать значение выходной функции в прямой или в инверсной форме представления.
Для программирования служат встроенные в микросхему узлы программирующей части, которые возбуждает разрешающий сигнал PR. Программирование осуществляют способом, аналогичным программированию ППЗУ, в три этапа: вначале программируют матрицу И, затем матрицу ИЛИ, затем выходные инверторы.
Итак, при одинаковом числе входных переменных, достоинством ПЛМ по сравнению с ППЗУ является более простая схема, а значит и меньшая цена на ИМС. Недостатки – невозможность реализовать любую функцию и сложности при программировании.
Следует заметить, что необязательно каждый входной разряд должен зависеть от всех входных переменных. Например, один разряд является функцией от А0 – А5, А8 , другой от А3, А10 – А12 и т.д. То есть, используя одну микросхему 556РТ2, можно реализовать несколько более простых функций, каждая из которых зависит от нескольких переменных.
|
|
|
В последние годы в связи с удешевлением микросхем, ПЛМ получают всё большие перспективы при проектировании. Многие формы быстро и недорого изготавливают ПЛМ по заданной таблице истинности. Используют одну или несколько микросхем ПЛМ, можно реализовать любые комбинационные схемы или их комбинации вместо построения схемы из нескольких стандартных ИМС.
Широко применяют ПЛМ, программируемые по способу заказного фотошаблона на заводе-изготовителе. Такие ПЛМ являются разновидностью масочных ПЗУ. Они включены, в частности, в состав многих микропроцессорных комплектов в качестве ПЗУ микрокоманд. На основе ПЛМ можно строить самые различные цифровые устройства комбинационного типа.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 388; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!