36. Программируемые логические матрицы

В настоящее время для построения логических устройств может быть использован универсальный элемент, называемый программируемой логической матрицей (ПЛМ). Такая матрица может быть настроена (запрограммирована) на выполнение любой логической функции определенной сложности. На рис. 2.22 показана структура ПЛМ. Цепи входных переменных ,, … и их инверсий,, … составляют горизонтальные цепи матрицы, вертикальными цепями которой служат так называемые цепи конъюнкции. Другую матрицуобразую цепи конъюнкции с горизонтальными цепями выходов,, … В узлах матрицывключены элементы, с помощью которых на цепях конъюнкции могут формироваться любые требуемые конъюнкции входных переменных, имеющиеся в узлах матрицыэлементы позволяют формировать на выходных цепях любые требуемые дизъюнкции функций, полученных на цепях конъюнкций. В процессе программирования ПЛМ в узлах матриципроизводят подключение элементов, которые необходимы для реализации требуемых выходных логических функций,, … В зависимости от того, прямая или инверсная функция реализуется, в выходные цепи могут включаться инверторы.

Рис. 2.22. Структура программируемой логической матрицы

Матрица содержит горизонтальные цепи, на которых действуют входные переменные,, … и их инверсии,, …, и вертикальные цепи, на которых формируются конъюнкции,, … В отдельных узлах матрицы между ее вертикальными и горизонтальными цепями включены диоды. На вертикальной цепи образуется высокий потенциал (уровень логической 1) в том случае, когда на всех входах, идущих к узлам, содержащим диоды, действует высокий потенциал, закрывающий диоды. Если хотя бы на одном из таких входов низкий потенциал (уровень логического 0), открывается диод и уровень логического 0 с этого входа через открытый диод передается на вертикальную цепь матрицы. На рис. 2.22 крестиками показаны участки, в которых в процессе программирования создаются соединения. Таким образом, в этой схеме,,,,. (2.52) Включая в соответствующие узлы диоды, можно на выводахсформировать любые конъюнкции входных переменных и их инверсий.В узлах матрицымежду цепямиивключены транзисторы, базы которых подключены к цепям, а эмиттеры – к цепям. Если в цепидействует высокий потенциал (уровень логической 1), транзистор оказывается в открытом состоянии и высокий потенциал через открытый транзистор передается в цепьинезависимо от уровней на других выходах матрицы. Таким образом, в схеме на рис. 2.22,,. (2.53)

Программа функционирования приведенной на рис. 2.22 ПЛМ может быть представлена таблицей 2.15.

	1	0	–	1	1	∙
	0	1	1	∙	1	∙
	–	–	0	1	1	∙
	0	0	1	∙	∙	1
	–	1	1	∙	∙	1

Таблица строится по следующему правилу. На пересечении -й строки и столбцазаписывается 1, есливходит в конъюнкциюна выходе матрицыбез инверсии, и 0 – если с инверсией, еслине входит в-ю конъюнкцию, то ставится прочерк. На пересечении-й строки и столбцазаписывается 1, если-я элементарная конъюнкция входит в ДНФ, и точка в противном случае. Программирование ПЛМ может осуществляться на заводе в процессе изготовления микросхемы на этапе формирования элементов в узлах матриц. Программирование может выполняться пользователем. В этом случае завод – изготовитель микросхемы выпускает ПЛМ со вставленными элементами во все узлы матриц. Пользователь, пропуская импульсы тока через определенные элементы, пережигает плавкие перемычки, последовательно включенные с элементами, и таким образом отключает их.