Файл: Вводый курс цифровой электроники (К.Фрике, 2003).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.06.2025

Просмотров: 4554

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

14.4' PLA 331

Таблица 14.4. Таблица запуска для RS-триггеров двоичного счетчика по модулю 5.

рш

хо = 0

Xo = I

р : ^

тэга

R2S2

RiSi

RoSo

R2S2

RiSi

RQSO

М)

0

0

0

do

do

01

01

do

do

0

0

1

do

01

10

do

do

10

0

1

0

do

Od

01

do

10

01

0

1

1

01

10

10

do

Od

10

1

0

0

10

dO

do

10

01

01

R2S2

RiS,

RQSO

dO

dO

dO

/

dO

Od

0

dO

2

Л)1

j,y

(op

do

b6

2

6

d

(5

dO

dO

5

7

6

T5

1

Po

\

i

'\Л

do

© do

do

fb\\

ЛоЛ

Od

dO

(ГГ 10

10

Px

P,

P,

Рис. 14.9. Диаграмма Карно-Вейча для запуска

RS-триггеров.

Из диаграммы Карно-Вейча получаем уравнения:

(14.1)

1

So = ^PQ^PIP2X

V -РоА-'-Ргж V

-^PQ^PI^X

(14.2)

V

'

^

V

' "

V -

2

5

4

Rl

=

^PoPi^P2Xy

PoPi^P2^X

(14.3)

^

V

'

'

V

'

5

6

Si

= ^PQ --PI Р2Ж V PQ ^ f i ^A

-^Ж

(14.4)

2

7

Д2 =

-Po-^-P2a;V-nPo-jPi^2-a;

(14.5)

^^

V

'

"^

V

'

2

3

52

=

Р 0 Р 1 - Р 2 - Ж

V - P o - P i - P 2 a ;

(14.6)


Глава Ц- Программируемые логические блоки

Импликанты, маркированные пдфрами от 1 до 8 реализуются с помо­ щью первых 8 п-вентилей И-матрицы, как это показано на рис. 14.2. К выходам этих 8 И-вентилей подключена малая комплементарная матрица. При этом данное подключение осуществлено таким обра­ зом, чтобы эта комплементарная матрица при состояниях нормаль­ ного цикла не реализована. Во всех других случаях комплементар­ ная матрица через И-вентиль 10 в И-матрице подает 1 на R- вход RS-триггера и возвращает его в исходное состояние. ИЛИ-матрица программируется в соответствии с уравнениями от (14.1) до (14.6).

Вход P/-iE программируется таким образом, чтобы он был раз­ решающим входом для выходов. Соответствующий пункт програм­ мирования часто опускается, что соответствует 1.

XQ Xi Х2

га

>1 io

>1

>1

И-матрица

ИЛИ-матрица

Рис . 14.10. PAL с 3 входами, 3 выходами и с 4 термами логических произ­

ведений на каждом из выходов.

14.5. PAL

PAL (Programmable Array Logic, «Программируемая матричная ло­ гика»), показанная на рис. 14.10, является упрощенным вариантом PLD). Она имеет только лишь программируемую И-матрицу. ИЛИматрица ограничена несколькими (на рис. 14.10 это четыре) терма­ ми логического произведения.

С помощью PAL многие функции могут быть реализованы с мень­ шими аппаратными затратами, чем в случае PLA. Однако структу-

14^5. PAL 333

pa PAL не дает возможности пользоваться совместно общими тер­ мами логических произведений многих функций, как в случае PLA.

. -

j ^

о

4

12

16

20

24

28

31

>1

224

256

^1

480

^3

512

^1

736

Х4

VJ>

^1

х$

992

1024

>1

1248

Хб

1280

>1

1504

XI

1536 &

>l

xs

1792

>1

2016

X,

- l [ l >

^

EN 78

Vi

EN!

vlP—r X\6

ENVIP—f Xl5Уб

EN, __У5

V X\4

EN У4

V! Xi2

EN _У^

VIP—r Xu

EN У2

VlP—r xn

EN

vl

•^lU

Рис. 14.11. PAL 16 L 8.

В показанной на рис. 14.11 PAL 18Р8 для управления полярно­ стью используются вентили «исключающее ИЛИ» (EXOR-gate). Вы­ ходы типа Tristate («с тремя состояниями») управляются термами


Глава Ц- Программируемые логические блоки

логических произведений (product terma). Выходы могут быть ис­ пользованы и как входы, благодаря чему спектр вариантов внедре­ ния PAL может быть увеличен.

В настоящее время для некоторых PAL реализована возмож­ ность целенаправленно придавать термы логических произведений отдельным выходам (product term steering). Это конечно не означа­ ет, что термы логических произведений, относящиеся к различным функциям, могут быть использованы совместно.

Для PAL применяется единая схема обозначений: PAL 16 R 8

R— синхронный выход регистра Ra — асинхронный выход регистра

S— комбинационный выход с управлением термами логи­ ческого умножения (product term steering)

Н— выход активный, уровень Н (high)

L— выход активный, уровень L (low)

V — изменяющаяся выдача сигналов

X — вентиль EXOR и выход регистра

ХР — вентиль EXOR и программируемая выходная поляр­ ность

XPR — вентиль EXOR и программируемая полярность реги­ стра

С— дополнительный выход (complement output)

Р— выход с программируемой полярностью

14.6. GAL

Наименование GAL (generic array logic, «базовая матричная логика») соответствует улучшенному варианту PAL, в котором на выходах PAL имеются программируемые ячейки (OLMC, output logic macro cell). Эти ячейки могут быть запрограммированы для работы в ка­ честве входа, выхода или выхода с тремя состояниями.

GAL изготавливаются по технологии EECMOS, объединяющей КМОП-процесс с технологией электрически стираемых ЗУ (EEPROM).


Ц.б. GAL 335

CLK

11

1

—^

0

4

8

12

16

20

24

28

Х2

Хз

Х4

Х5

Хб

Х7

==i

С

19

J

Vr T' r~T-^*

OLMC

8

т—11—пттмм—1 и г~]Т

и

• тт

'^

9 Г

о Т•Т1

II

I I

111 1

_ H i

н т т

V

L

С

HEN

t VT

J

V

ь

OLMC

Г

16

18

i

;1

1111

' 1

11{{ 1111

_ J i

г

1

1

17

^

V

L

1 II 1 м м M i l 1 1 I I

п

n^T

h

-1ш7Cbp - | У 6

п

OLMC

Г

17

L

т п т т п 1 м т Ч ~ Н —1^

2'[

WгHШ4Ш4Ш

2^1

]

—1

гrr^^

Ц

^JM

V

L-IENI

V5

С OLMC

1ГJ

V

1 11I

1 11 1

1111 (III

Я 2

?_fT>

1

1

i

^?,

- H M

^ j

1

4

Ц

V

L

С

г-[EN > t — y *

4-1-н \-\-i-\ 1

OLMC

Г

40

1^

Н

Г

M T I H I H I I I M H T H

^_fn-

1

TITJ

11

I I I

- ^ M

'

41

M l

гв

-i

Ч

1

С

гJ-IbN]V Ch^< —Уз

V

L

П Г П Т Т 1 Т Т

г ••'

J- — в

OLMC

Г

48

-^— м м "

г

Г Т t

I

I

I

[-—Ш

1

1

49

1

1 Tlrl

1

Т Т

ш

4V

цL-IENI

Ш

С

г

1

g

OLMC

ГJ V

56

—ггЯ

JTg

57 1г

1

T i l l

I I I

i

1

1

- d M

^^V

hL

м м

M i l

II II

i 1 II

hs

-[EN

"Vi

т

с

Г

m

Ш

OLMC

Г

m

444+4444444H-44-H—m

.

'

^

П

1

1

'

1 ^ ГГН

^ 1

,

Ч

1 M l

T i 11

J i

Г

•'fio

CJ

и

1

Nil

MM Nil

lill

^-L-'

£Л^

J ^

^

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

^J

- l O / i "

1

1

1 1 1 1

Р и с . 14.12. Структура GAL 16V8.

Они имеют поэтому относительно малую рассеиваемую мощность и высокое быстродействие. Данные схемы узлы можно многократно программировать (до 2000 раз) и стирать. К преимуществам GAL относится и то, что программируемость может быть проверена из­ готовителем. Так как конфигурацию выходов можно изменять, ма­ лого числа GAL достаточно, чтобы заменить большой спектр про­ граммируемых логических ИС (PLD). Структура GAL 16V8 показа-


Глава 14' Программируемые логические блоки

на на рис. 14.12. В GAL 16V8 входят 8 выходных программируемых макро ячеек (OLMC). В каждой OLMC может быть соединено по схеме ИЛИ 8 термов логического произведения. Вход xi может быть использован как тактовый вход CLK^ вход хю — как «разрешаю­ щий выход» (output enable) вход — ОЕ.

Таблица 14.5. Значения сигналов SYN, АСО ж АС1{п).

Функция

SYN АСО АС1{п) Описание

OLMC

Простой ре­ жим (логиче­ ская схема)

Комплексный режим (дву­ направлен­ ная схема)

Режим с регистрами (схема с регистрами)

Вход

1

0

1

Выход

типа

tri-

state,

всегда

высо-

коомный;

Входной

сигнал

идет

в

соседнюю

ячейку;

— Возможно только

для OLMC 12-14 и

17-18.

Выход

1

0

1

Выход

всегда

включен;

Никакой

обрат­

ной связи;

Имеются

в

на­

личии

8 термов

ло­

гического

произве­

дения для логики;

Возможно

для

1

всех OLMC.

Вход/выход

1

1

Освобождение

типа tri-state

после терма логиче­

ского произведения;

В

наличии

7

термов

логического

произведения

д^ля

логики.

Регистр,

0

1

1

Действует

CLK

вход/выход

(тактовый сигнал);

типа tri-state

Освобождение

выхода

с

помощью

терма

логического

произведения;

В

наличии

7

термов

логического

произведения

для

логики.

Регистр,

0

1

1

вход/выход

типа tri-state