Разновидность ПЛМ: ППЗУ

ПЛМ.

Основой ПЛМ является последовательность программируемых матриц элементов И и ИЛИ. В структуру ПЛМ могут входить блоки входных и выходных буферных каскадов, которые в основном преобразовывают однофазные входные сигналы в двухфазные, формируют сигналы нужной мощности, обеспечивают нагрузочную способность ПЛМ и т.д.

Основные параметры ПЛМ:

- число входов m;

- число термов l;

- число выходов n.

Базовая структура ПЛМ приведена на рис. 9.01.

ПЛМ реализует ДНФ (дизъюнктивную нормальную форму) воспроизводимых функций (двухуровневую логику), способна реализовать систему n логических функций от m аргументов, содержащую не более l термов.

Функции Fi могут быть комбинациями из любого числа вырабатываемых элементами термов. То, какие термы участвуют в функции Fi, определяется программированием ПЛМ.

На рис. 9.02 приведена схема ПЛМ, содержащая 3 входа (Хi), 2 выхода (две ИЛИ) и 4 элемента И, вырабатывающих 4 терма t1÷t4.

В исходной ПЛМ все горизонтальные и вертикальные линии (шины) матриц М1 и М2 соединены перемычками, поэтому при любых комбинациях Х1, Х2, Х3 на выходах t (элементов И) и, следовательно, на выходах Fi (элементов ИЛИ) будет «0», так как на входы И одновременно поступают: Хi·= 0. В качестве перемычек могут быть использованы: плавкие нихромовые, из кристаллического кремния и других материалов в сочетании с диодами и транзисторами ТТЛ или КМОП – технологий, схемы, которые представлены на рис. 9.03.

Плавающий затвор играет роль перемычки. Им можно управлять пропусканием сигнала (запиранием или восстановлением связи приложением напряжения нужной полярности). При разрушении перемычки влияние шины И на шину ИЛИ прекращается.

Таким образом, ПЛМ можно программировать многократно при использовании плавающего затвора.

В качестве перемычек могут использоваться светочувствительные материалы, что позволяет использовать матрицу многократно с использованием светового воздействия.

В матрицах М1 и М2 могут использоваться и элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ. Действительно, в соответствии с правилами де Моргана:

ti==··и Fi=.

То есть, если на матрицу (с И-НЕ) подать инвертированные переменные, то получится результат как и с матрицей (с И), только инвертированный.

В качестве буферов могут использоваться схемы, приведенные на рис.9.04.

ПЛМ размером m·n с l термами содержит:

l-2m – входовых элемента И,

m-l – входовых элемента ИЛИ.

УГО ПЛМ приведено на рис.9.04.

Рассмотрим пример №1: построить преобразователь трехразрядного кода в двухразрядный на основе ПЛМ.

Составим таблицу соответствия трехразрядного кода двухразрядному. Таблица представлена на рис.9.05 а), в которой обозначены ti – термы,Fi – разряды двухразрядного кода. На основе этой таблицы составляются уравнения для получения значений разрядов Fi, приведенных на рис.9.05 б). Реализация уравнений показана на рис.9.05 в).

В функциональной схеме (рис. в) необходимы:

- трехвходовые И, четырехвходовые ИЛИ,

- оставленные перемычки, остальные ликвидированы.

В рассмотренном примере:

Матрица М1 – составная часть дешифратора (2³=8) DC, реализует все возможные конъюнкции ti трехразрядного кода. В примере использовано только 5: t2, t3, t4, t5, t6 за счет программирования М2 в соответствии с необходимостью получения кодовых комбинаций двухразрядного кода. Матрица М1 – не программировалась. М2 – неполный дешифратор на 2 выхода и 6 входов. Полученная схема реализует систему уравнений , имеет 24 элемента (перемычек) связи в М1 и 6 элементов(перемычек) связи в М2.

Схемы ПЛМ, в которых программируется только М2 получили название ППЗУ – программируемые постоянные запоминающие устройства.

Фактически ППЗУ являются частным случаем ПЛМ. УГО ППЗУ отличается от УГО ПЛМ только надписью ROM вместо RLM.

Пример №2. Построить тот же преобразователь кода (3^х разр. в 2^х разр.) на ПЛМ, применив программирование матриц М1 и М2.

Используя систему уравнений , после их минимизации получим: (рис.9.06 )

Реализация уравнений приведена на рис.9.06.

Здесь: 3 – двухвходовых И и 1 – трехвходовый И,

1 – одновходовый и 1 – трехвходовый ИЛИ.

Число используемых связей (перемычек) уменьшилось:

в М1 с 24 до 9, в М2 с 6 до 4.

Другими словами: ПЛМ про программировании М1 и М2 решает ту же задачу преобразования кода проще, чем ППЗУ.

Особенности ПЛМ по сравнению с ППЗ.

1. ППЗУ имеет полный дешифратор, в котором число термов 2^m, где m –разрядность входного кода, а в ПЛМ t<2^m.

2. Матрица М1 в ПЛМ тоже программируется.

3. Программирование матрицы М1 позволяет:

а) Возбуждать одни и те же вертикальные шины при разных входных комбинациях.

Например, комбинации 010 и 011 возбуждают одну и ту же шину t2.

б) Одной комбинацией одновременно возбуждать несколько вертикальных шин, например, комбинация 010 возбуждает шину t1 и t2.

в) Некоторые комбинации не возбуждают ни одной шины: например, комбинации 000, 111.

Таким образом, применение ПЛМ целесообразно в тех случаях, когда:

а) используются не все кодовые комбинации входного кода,

б) некоторым входным комбинациям соответствует одна и та же комбинация выходного кода.

Функциональные возможности ПЛМ определяются значениями трех ее параметров:

числом входов – m,

числом выходов – n,

числом выходов матрицы М1–t, что

то же самое числом термов – l.

Пример серийно выпускаемых ПЛМ: К556РТ1, РТ2 (у них m=16, n=8, t=48).

Дата добавления: 2014-01-05