Лекція 6 програмовані логічні матриція (плм)
На практиці системи логічних функцій досить часто відображаються з допомогою програмно-логічних матриць (ПЛМ) які потім реалізуються на відповідних їм кристалах. ПЛМ відтворює систему n логічних функцій від m аргументів. При цьому функції утворюються з l різних кон’юнкцій. Тому до основних параметрів ПЛМ, крім числа входів m і числа виходів n, відноситься числа перехідних виходів.
Приклад. Дано 3 функції:
,
,
.
Необхідні параметри ПЛМ для цього прикладу m = 4, l =7, n = 3. Всі три функції можна реалізувати з допомогою схеми, наданій на рисунку 28, яку в подальшому легко перевести в схему ПЛМ.
Рисунок
28 – Функціональна схема реалізації
функцій
,
,
ПЛМ складається з двох ступіней. Перша відтворює схему І, а друга - АБО. У програмованій матриці І можна збільшити число входів (аргументів) без збільшення числа виходів (функцій). В постійних запам’ятовуючих пристроях це не так. Там при збільшенні числа входів число виходів теж збільшується, причому як квадрат числа входів. Тому в ПЛМ на тій же площі кристала, що і для ПЗП, можна розташувати значно більше логічних схем, що реалізують функції від різного числа змінних. Правда, при цьому слід враховувати те обмеження, що число членів ДНФ логічної функції не може перевищити числа перехідних виходів l.
ПЛМ містить систему горизонтальних і вертикальних шин координатної сітки, у вузли перетинів яких при програмуванні вводяться зв'язки часто в вигляді плавких перемичок. Горизонтальні шини матриці І відображають аргументи функцій і тому їх число дорівнює m. На вертикальних шинах цієї матриці формуються всі можливі l кон’юнкції, які потім на n горизонтальних шинах матриці АБО реалізують необхідні логічні функції. Відповідне позначення ПЛМ показано на рис. 28.
Рисунок 28 – Стандартне позначення ПЛМ
У заготівці ПЛМ передбачена можливість розміщення елементів зв'язку в будь-яких вузлах координатної сітки. При програмуванні непотрібні зв'язки усуваються плавленням перемичок. Це зручно тим, що плавлення може проводитися самим споживачем на спеціальному стенді. Для ПЛМ важливо проводити мінімізацію функцій. ПЛМ вимагають значно меншу площу кристала, чим для ПЗП, оскільки потрібно менше системних елементів для реалізації ПЛМ. Це підвищує надійність і зменшує необхідну потужність від джерела живлення.
.
Рисунок 29 - Структура ПЛМ
Якщо число функцій в системі n перевищує число виходів ПЛМ, то декілька ПЛМ включаються паралельно, так як це показано на рис. 30.
Рисунок 30 – Паралельне вмикання ПЛМ
Розширення по аргументам здійснюється введенням дешифратора, який вибирає необхідну ПЛМ так як це показано на рисунку 31.
Рисунок 31- Розширення ПЛМ по аргументам
Якщо число l недостатньо в одній ПЛМ, то декілька ПЛМ включаються паралельно по входах. На виходах кожної ПЛМ відтворюється частина функцій.
Рисунок 32 – Розширення ПЛМ по перехідним виходам