23. Принципы построения плм и пмл.
Пусть имеем систему уравнений:
Для её реализации необходимо иметь 2 матрицы «И» и «ИЛИ»
Каждая линия будет соединяться со входом с помощью диода и перемычки.
Если перемычка обрывается, то на выходе останется единица. Если она не обрывается, то будет либо «0», либо «1». Если хотя бы на одном входе будет «0», то на выходе линии будет тоже «0».
Т.е. каждая точка линии реализует первичное умножение. Называется линией Терма. Структура громоздкая. Получается много лишних и неиспользуемых элементов.
Для устранения этого недостатка стали появляться кристаллы программируемой логики. В ней матрица «ИЛИ» неполнодоступна. Термы распределяются по выходам.
Любой кристалл предполагает внутреннюю и внешнюю часть:
строится сам кристалл, т.е. логические блоки и системы их соединений, каждый логический блок построен по принципу ПМЛ.
ПМЛ – устройства, которые реализуют логические функции, записанные в канонической форме (например ДНФ).
24. Общая структура cpld
Сложные программируемые логические ИС называются CPLD. Состоят из центральной коммутационной матрицы и множества функциональных блоков (ФБ), именуемых так же макроячейками и блоков ввода/вывода на периферии кристалла.
ФБ содержит многовходовую программируемую матрицу элементов «И», группу элементов «ИЛИ» и некоторые другие элементы. ФБ реализует двухуровневую логику с вариантами формируемого результата.
В отличие от типичных для FPGA систем сегментированных связей, в CPLD используется непрерывная или одномерно непрерывная система связей, причём все связи идентичны, что даёт хорошую предсказуемость задержек сигналов в связях – важное достоинство, облегчающее проектирование и изготовление работоспособных схем высокого быстродействия. Типичная программируемая матрица соединений позволяет соединять выход любого ФБ со входами других. Входы ФБ связаны с горизонтальными линиями, пересекающими все вертикальные линии. Любой вход может быть подключён к любому выходу программированием точек связи между вертикальными и горизонтальными линиями. Иначе говоря, ПМС обеспечивает полную коммутируемость блоков.
25. Структура макроячейки cpld.
Каждый логический блок построен по принципу ПМЛ. Для кристаллов типа CPDL есть структура 36х80х16, где 36 – количество входов, 80 – количество термов, 16 – количество выходов. Внутри ЛБ содержит 16 макроячеек, в которых 5 термов включаются на 1 элемент «ИЛИ». Каждый терм имеет доступ к 36 входным линиям от программируемой матрицы соелинений. Каждый 5-ый терм макроячейки подключается своим инверсным выходом для доступа к термам своего логического блока. Т.о., внутри ЛБ каждый терм может быть подключён ещё к 16 входам обрасной связи. Такое устройство называется разделяемый логический расширитель – позволяет расширять состав терма. В структуру каждой макроячейки входит триггер. Он может конфигурироваться как триггер установочного или переключательного типа. С выхода на элемент «ИЛИ» на триггер поступают данные. Тактовая частота может подаваться как глобальный сигнал (для всех ЛБ), так и локальный, то есть формируемый внутри ЛБ. Установка и разрешение записи формируется внутри схемы.