Программируемые логические матрицы

В ряде случаев актуальным является применение таких схем, что они могли бы обеспечить реализацию любой достаточной сложной произвольной булевой функции. Должна быть обеспечения высокая степень интеграции и универсальность, и одновременно возможность быстрого создания заданных схем. Это достигается за счет использования ПЛМ (программируемых логических матриц).

ПЛМ относятся к БИС (большим интегральным схемам) матричного типа с регулярной структурой, с большой степенью универсальности. В зависимости от внутренней структуры ПЛМ делятся на ПЛМ комбинированной логики и на ПЛМ с памятью.

Будут рассматривать только ПЛМ КЛ (комбинированной логики).

Основу ПЛМ КЛ составляют матрицы и входной и выходной буферы.

Матрица реализует конъюнкций от входных переменных. Матрица реализует дизъюнкций от конъюнкций.

Входной буфер предназначен для формирования прямых и инверсных значений входных переменных. Выходной буфер в случае необходимости позволяет инвертировать выходы матрицы . Таким образом, с помощью ПЛМ можно реализовать систему булевых функций, заданных в ДНФ.

Структура ПЛМ изображается в виде двух взаимодополняющих форм; в виде прямой таблицы и системы вертикальных и горизонтальных шин.

Дана система 5 булевых функций:

Для структуры ПЛМ первые вертикальные шины матрицы соответствуют входным переменным, вторые вертикальные шины матрицы – выходным цепям; горизонтальные шины. В матрице вертикальные шины соответствуют выходам дизъюнкций, к которым могут подключаться любые элементарные конъюнкций.

Физические указанные соединения осуществляются за счет диодов или транзисторов, подключенных перемычками к соответствующей шине, что обеспечивает однонаправленную передачу сигнала из любой вертикальной шины в горизонтальную шину, а из любой горизонтальной шины в вертикальную шину.

В зависимости от способа физической организации соединений ПМЛ делятся на ПМЛ, программируемые в процессе изготовления, или ПЛМ, кодируемые пользователем. В первом случае программирование матрицы производится в процессе изготовления металлизацией участков матрицы через специальную маску, в результате чего происходит подключение диодов и транзисторов в соответствующих местах матрицы. Во втором случае программирование осуществляется электрическим программированием на специальном оборудовании выжиганием перемычки при помощи подачи токового импульса большой амплитуды в соответствующую цепь матрицы. Реально программируемые матрицы имеют большое число строк и столбцов.

556 РТ .

Если для реализации булевых функций требуется число конъюнкций, большее допустимого для первой конкретной матрицы, то необходимое увеличение числа конъюнкций может быть достигнуто параллельным включением соответствующих входов и выходов нескольких корпусов микросхем, для которых входы должны быть заземлены. Увеличение числа конъюнкций может быть достигнуто также на основе разложения таблицы исходной системы булевых функций на 2 части относительно одной из переменных.