Programowalne urządzenia logiczne

Programowalne urządzenia logiczne (PLDs)są układami scalonymi. Zawierają tablicę bramek AND i inną tablicę bramek OR. Istnieją trzy rodzaje PLD oparte na typach tablic, które mają programowalną funkcję.

Programowalna pamięć tylko do odczytu
Programowalna logika tablicowa
Programowalna tablica logiczna

Proces wprowadzania informacji do tych urządzeń jest znany jako programming. Zasadniczo użytkownicy mogą programować te urządzenia lub układy scalone elektrycznie, aby zaimplementować funkcje boolowskie w oparciu o wymagania. W tym przypadku termin programowanie odnosi się do programowania sprzętu, ale nie do programowania oprogramowania.

Programowalna pamięć tylko do odczytu (PROM)

Pamięć tylko do odczytu (ROM) to urządzenie pamięci, które na stałe przechowuje informacje binarne. Oznacza to, że nie możemy później zmienić tych przechowywanych informacji w żaden sposób. Jeśli ROM ma programowalną funkcję, nazywa się go jakoProgrammable ROM (PROM). Użytkownik ma elastyczność jednorazowego zaprogramowania informacji binarnych za pomocą programatora PROM.

PROM to programowalne urządzenie logiczne, które ma stałą tablicę AND i programowalną tablicę OR. Plikblock diagram z PROM pokazano na poniższym rysunku.

Tutaj wejścia bramek AND nie są typu programowalnego. Musimy więc wygenerować 2 ⁿ wyrażeń iloczynowych, używając 2 ⁿ bramek AND, każda z n wejściami. Możemy zaimplementować te warunki produktowe za pomocą dekodera nx2 ⁿ . Więc ten dekoder generuje 'n'min terms.

Tutaj wejścia bramek OR są programowalne. Oznacza to, że możemy zaprogramować dowolną liczbę wymaganych terminów produktowych, ponieważ wszystkie wyjścia bramek AND są stosowane jako wejścia do każdej bramki OR. Dlatego wyniki PROM będą miały postaćsum of min terms.

Przykład

Zaimplementujmy następujące Boolean functions za pomocą PROM.

$$ A (X, Y, Z) = \ sum m \ left (5,6,7 \ right) $$

$$ B (X, Y, Z) = \ sum m \ left (3,5,6,7 \ right) $$

Podane dwie funkcje są sumą terminów minimalnych, a każda funkcja ma trzy zmienne X, Y i Z. Tak więc potrzebujemy dekodera od 3 do 8 i dwóch programowalnych bramek OR do wytworzenia tych dwóch funkcji. OdpowiedniPROM pokazano na poniższym rysunku.

Tutaj dekoder od 3 do 8 generuje osiem minut. Dwie programowalne bramki OR mają dostęp do wszystkich tych minimalnych terminów. Ale tylko wymagane terminy minimalne są programowane w celu wygenerowania odpowiednich funkcji boolowskich przez każdą bramkę OR. Symbol „X” jest używany do połączeń programowalnych.

Programowalna logika tablicowa (PAL)

PAL to programowalne urządzenie logiczne, które ma programowalną tablicę AND i stałą tablicę OR. Zaletą PAL jest to, że możemy generować tylko wymagane warunki produktu funkcji boolowskiej, zamiast generować wszystkie minimalne warunki za pomocą programowalnych bramek AND. Plikblock diagram PAL pokazano na poniższym rysunku.

Tutaj wejścia bramek AND są programowalne. Oznacza to, że każda bramka AND ma zarówno normalne, jak i uzupełnione dane wejściowe zmiennych. Tak więc, w oparciu o wymagania, możemy zaprogramować dowolne z tych danych wejściowych. Tak więc możemy wygenerować tylko wymagane plikiproduct terms używając tych bramek AND.

Tutaj wejścia bramek OR nie są typu programowalnego. Tak więc liczba wejść do każdej bramki OR będzie ustalona. W związku z tym należy zastosować te wymagane warunki produktu do każdej bramki LUB jako dane wejściowe. Dlatego wyjścia PAL będą miały postaćsum of products form.

Przykład

Zaimplementujmy następujące Boolean functions używając PAL.

$$ A = XY + X {Z} '$$

$$ A = X {Y} '+ Y {Z}' $$

Podane dwie funkcje są sumą iloczynów. W każdej funkcji boolowskiej występują dwa terminy produktowe. Tak więc potrzebujemy czterech programowalnych bramek AND i dwóch stałych bramek OR do wytworzenia tych dwóch funkcji. OdpowiedniPAL pokazano na poniższym rysunku.

Plik programmable AND gatesmają dostęp zarówno do normalnych, jak i uzupełnianych danych wejściowych zmiennych. Na powyższym rysunku wejścia X, $ {X} '$, Y, $ {Y}' $, Z i $ {Z} '$, są dostępne na wejściach każdej bramki AND. Zatem programuj tylko wymagane literały, aby wygenerować jeden wyraz produktu dla każdej bramki AND. Symbol „X” jest używany do połączeń programowalnych.

Tutaj wejścia bramek OR są typu stałego. Tak więc niezbędne warunki produktu są połączone z wejściami każdegoOR gate. Aby bramki OR generowały odpowiednie funkcje boolowskie. Symbol '.' służy do połączeń stałych.

Programowalna tablica logiczna (PLA)

PLA to programowalne urządzenie logiczne, które ma zarówno programowalną tablicę ORAZ, jak i programowalną tablicę LUB. Dlatego jest to najbardziej elastyczny PLD. Plikblock diagram PLA pokazano na poniższym rysunku.

Tutaj również wejścia bramek OR są programowalne. Tak więc możemy zaprogramować dowolną liczbę wymaganych terminów produktowych, ponieważ wszystkie wyjścia bramek AND są stosowane jako wejścia do każdej bramki OR. Dlatego wyjścia PAL będą miały postaćsum of products form.

Przykład

Zaimplementujmy następujące Boolean functions za pomocą PLA.

$$ A = XY + X {Z} '$$

$$ B = X {Y} '+ YZ + X {Z}' $$

Podane dwie funkcje są sumą iloczynów. Liczba terminów iloczynowych występujących w danych funkcjach boolowskich A i B wynosi odpowiednio dwa i trzy. Jeden termin produktowy, $ {Z} 'X $, jest wspólny dla każdej funkcji.

Tak więc potrzebujemy czterech programowalnych bramek AND i dwóch programowalnych bramek OR do wytworzenia tych dwóch funkcji. OdpowiedniPLA pokazano na poniższym rysunku.

Wszystkie te warunki dotyczące produktów są dostępne na wejściu każdego programmable OR gate. Ale programuj tylko wymagane warunki produktu, aby wygenerować odpowiednie funkcje boolowskie przez każdą bramkę OR. Symbol „X” jest używany do połączeń programowalnych.