Программируемые логические устройства

Программируемые логические устройства (PLDs)интегральные схемы. Они содержат массив элементов И и еще один массив элементов ИЛИ. Существует три типа PLD в зависимости от типа массива (ов), который имеет программируемую функцию.

Программируемая постоянная память
Программируемая логика массива
Программируемый логический массив

Процесс ввода информации в эти устройства известен как programming. По сути, пользователи могут программировать эти устройства или ИС электрически, чтобы реализовать логические функции в зависимости от требований. Здесь термин «программирование» относится к программированию оборудования, но не к программированию программного обеспечения.

Программируемая постоянная память (PROM)

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - это устройство памяти, в котором постоянно хранится двоичная информация. Это означает, что мы не сможем изменить эту сохраненную информацию позже. Если ПЗУ имеет программируемую функцию, то оно называетсяProgrammable ROM (PROM). Пользователь может один раз запрограммировать двоичную информацию электрически с помощью программатора PROM.

PROM - это программируемое логическое устройство, которое имеет фиксированный массив И и программируемый массив ИЛИ. Вblock diagram PROM показан на следующем рисунке.

Здесь входы логических элементов И не являются программируемыми. Итак, мы должны сгенерировать 2 ⁿ условий продукта, используя 2 ⁿ логических элементов И, каждый из которых имеет n входов. Мы можем реализовать эти условия продукта с помощью декодера nx2 ⁿ . Итак, этот декодер генерирует 'n'min terms.

Здесь программируются входы логических элементов ИЛИ. Это означает, что мы можем запрограммировать любое количество требуемых условий продукта, поскольку все выходы логических элементов И применяются как входы для каждого элемента ИЛИ. Следовательно, выходы PROM будут в видеsum of min terms.

пример

Реализуем следующие Boolean functions с использованием PROM.

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

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

Указанные две функции представляют собой сумму минимальных термов, и каждая функция имеет три переменных X, Y и Z. Итак, нам требуется от 3 до 8 декодеров и два программируемых логических элемента ИЛИ для создания этих двух функций. СоответствующиеPROM показано на следующем рисунке.

Здесь декодер от 3 до 8 генерирует восемь минутных термов. Два программируемых логических элемента ИЛИ имеют доступ ко всем этим минимальным условиям. Но программируются только требуемые минимальные термины для создания соответствующих логических функций каждым логическим элементом ИЛИ. Символ «X» используется для программируемых соединений.

Программируемая матричная логика (PAL)

PAL - это программируемое логическое устройство, которое имеет программируемый массив И и фиксированный массив ИЛИ. Преимущество PAL состоит в том, что мы можем генерировать только требуемые термины продукта логической функции вместо генерации всех минимальных терминов с помощью программируемых логических элементов И. Вblock diagram PAL показан на следующем рисунке.

Здесь вводы логических элементов И являются программируемыми. Это означает, что каждый элемент И имеет как нормальные, так и дополненные входы переменных. Итак, исходя из требований, мы можем запрограммировать любой из этих входов. Итак, мы можем сгенерировать только необходимыеproduct terms используя эти ворота AND.

Здесь входы логических элементов ИЛИ не являются программируемыми. Таким образом, количество входов в каждый вентиль ИЛИ будет фиксированного типа. Следовательно, примените эти требуемые условия продукта к каждому вентилю ИЛИ в качестве входных данных. Следовательно, выходы PAL будут в видеsum of products form.

пример

Реализуем следующие Boolean functions используя PAL.

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

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

Данные две функции выражаются в форме суммы продуктов. В каждой булевой функции присутствуют два термина продукта. Итак, нам требуются четыре программируемых логических элемента И и два фиксированных логических элемента ИЛИ для выполнения этих двух функций. СоответствующиеPAL показано на следующем рисунке.

В programmable AND gatesимеют доступ как к нормальным, так и к дополненным входам переменных. На приведенном выше рисунке входы X, $ {X} '$, Y, $ {Y}' $, Z & $ {Z} '$ доступны на входах каждого логического элемента AND. Итак, запрограммируйте только необходимые литералы, чтобы сгенерировать один член продукта для каждого логического элемента AND. Символ «X» используется для программируемых соединений.

Здесь входы логических элементов ИЛИ имеют фиксированный тип. Итак, необходимые условия продукта подключены к входам каждогоOR gate. Таким образом, логические элементы ИЛИ производят соответствующие логические функции. Символ '.' используется для фиксированных подключений.

Программируемый логический массив (PLA)

PLA - это программируемое логическое устройство, которое имеет как программируемый массив И, так и массив программируемого ИЛИ. Следовательно, это наиболее гибкий PLD. Вblock diagram PLA показан на следующем рисунке.

Здесь также программируются входы логических элементов ИЛИ. Таким образом, мы можем запрограммировать любое количество требуемых условий продукта, поскольку все выходы логических элементов И применяются как входы для каждого элемента ИЛИ. Следовательно, выходы PAL будут в видеsum of products form.

пример

Реализуем следующие Boolean functions используя PLA.

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

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

Данные две функции выражаются в форме суммы продуктов. Количество членов произведения, присутствующих в данных булевых функциях A и B, равно двум и трем соответственно. Один термин продукта, $ {Z} 'X $, является общим для каждой функции.

Итак, нам требуются четыре программируемых логических элемента И и два программируемых логических элемента ИЛИ для выполнения этих двух функций. СоответствующиеPLA показано на следующем рисунке.

Все эти условия продукта доступны на входах каждого programmable OR gate. Но программируйте только требуемые термины продукта для создания соответствующих логических функций каждым логическим элементом ИЛИ. Символ «X» используется для программируемых соединений.