Программируемые логические устройства

Программируемые логические устройства (PLD) являются интегральными схемами. Они содержат массив вентилей AND и другой массив вентилей OR. Существует три вида PLD, основанные на типе массива (ов), который имеет программируемую функцию.

• Программируемая постоянная память
• Программируемая логика массива
• Программируемый логический массив

Процесс ввода информации в эти устройства известен как программирование . По сути, пользователи могут программировать эти устройства или микросхемы электрически, чтобы реализовать булевы функции на основе требований. Здесь термин программирование относится к аппаратному программированию, но не к программному программированию.

Программируемая постоянная память (PROM)

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — это устройство памяти, которое постоянно хранит двоичную информацию. Это означает, что мы не можем изменить эту сохраненную информацию каким-либо образом позже. Если ПЗУ имеет программируемую функцию, то она называется Программируемым ПЗУ (ППЗУ) . Пользователь может гибко программировать двоичную информацию один раз с помощью программатора PROM.

PROM — это программируемое логическое устройство с фиксированным массивом AND и программируемым массивом OR. Блок-схема PROM показана на следующем рисунке.

Здесь входы логических элементов AND не являются программируемыми. Таким образом, мы должны сгенерировать 2 ⁿ терминов продукта, используя 2 ⁿ логических элемента AND, каждый из которых имеет n входов. Мы можем реализовать эти условия продукта, используя nx2 ⁿ декодер. Таким образом, этот декодер генерирует ‘n’ min терминов .

Здесь входы ИЛИ вентилей являются программируемыми. Это означает, что мы можем запрограммировать любое количество необходимых терминов продукта, так как все выходы логических элементов И применяются в качестве входных данных для каждого логического элемента ИЛИ. Следовательно, выходные данные PROM будут представлены в виде суммы минимальных членов .

пример

Давайте реализуем следующие булевы функции, используя PROM.

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

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

Эти две функции представлены в виде суммы минимальных членов, и каждая функция имеет три переменные X, Y и Z. Таким образом, нам требуется от 3 до 8 декодеров и два программируемых логических элемента ИЛИ для создания этих двух функций. Соответствующее PROM показано на следующем рисунке.

Здесь декодер с 3 по 8 генерирует восемь минутных терминов. Два программируемых логических элемента ИЛИ имеют доступ ко всем этим минимальным терминам. Но запрограммированы только требуемые минимальные условия для создания соответствующих логических функций каждым логическим элементом ИЛИ. Символ «X» используется для программируемых соединений.

Программируемая логическая матрица (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 необходимые условия продукта булевой функции вместо генерации всех минимальных условий с помощью программируемых вентилей AND. Блок-схема PAL показана на следующем рисунке.

Здесь входы логических элементов И являются программируемыми. Это означает, что каждый логический элемент И имеет как нормальные, так и дополненные входы переменных. Таким образом, основываясь на требовании, мы можем запрограммировать любой из этих входов. Таким образом, мы можем генерировать только необходимые условия продукта с помощью этих вентилей AND.

Здесь входы вентилей ИЛИ не являются программируемыми. Таким образом, количество входов в каждый вентиль ИЛИ будет фиксированного типа. Следовательно, примените эти необходимые условия продукта к каждому элементу ИЛИ в качестве входных данных. Таким образом, результаты PAL будут в виде суммы суммы продуктов .

пример

Давайте реализуем следующие булевы функции, используя PAL.

$$А = XY + X {Z} '$$

$$А = Х {У} '+ Y {Z}'$$

Указанные две функции находятся в виде суммы произведений. В каждой булевой функции присутствуют два термина продукта. Итак, нам нужны четыре программируемых И-логических элемента и два фиксированных ИЛИ-вентиля для создания этих двух функций. Соответствующий PAL показан на следующем рисунке.

Программируемые логические элементы И имеют доступ как к обычным, так и к дополнительным входам переменных. На рисунке выше входы X, ${X} '$, Y, ${Y}'$, Z & ${Z} '$ доступны на входах каждого логического элемента AND. Таким образом, запрограммируйте только необходимые литералы, чтобы сгенерировать один термин продукта для каждого элемента И. Символ «X» используется для программируемых соединений.

Здесь входы ИЛИ вентилей имеют фиксированный тип. Таким образом, необходимые условия продукта связаны с входами каждого логического элемента ИЛИ . Так что вентили OR производят соответствующие булевы функции. Символ ‘.’ используется для фиксированных соединений.

Программируемая логическая матрица (PLA)

PLA — это программируемое логическое устройство, которое имеет как программируемый массив, так и программируемый массив ИЛИ. Следовательно, это самый гибкий PLD. Блок-схема PLA показана на следующем рисунке.

Здесь входы логических элементов И являются программируемыми. Это означает, что каждый логический элемент И имеет как нормальные, так и дополненные входы переменных. Таким образом, основываясь на требовании, мы можем запрограммировать любой из этих входов. Таким образом, мы можем генерировать только необходимые условия продукта с помощью этих вентилей AND.

Здесь входы ИЛИ вентилей также программируются. Таким образом, мы можем запрограммировать любое количество требуемых терминов продукта, поскольку все выходы логических элементов И применяются в качестве входных данных для каждого логического элемента ИЛИ. Таким образом, результаты PAL будут в виде суммы суммы продуктов .

пример

Давайте реализуем следующие булевы функции с использованием PLA.

$$А = XY + X {Z} '$$

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

Указанные две функции находятся в виде суммы произведений. Число членов продукта, присутствующих в данных булевых функциях A и B, равно двум и трем соответственно. Один член произведения, ${Z} 'X$, является общим в каждой функции.

Итак, нам нужны четыре программируемых И-логических элемента и два программируемых ИЛИ-вентиля для выполнения этих двух функций. Соответствующий PLA показан на следующем рисунке.

Программируемые логические элементы И имеют доступ как к обычным, так и к дополнительным входам переменных. На рисунке выше входы X, ${X} '$, Y, ${Y}'$, Z & ${Z} '$ доступны на входах каждого логического элемента AND. Таким образом, запрограммируйте только необходимые литералы, чтобы сгенерировать один термин продукта для каждого элемента И.

Все эти термины продукта доступны на входах каждого программируемого логического элемента ИЛИ . Но программируйте только необходимые термины продукта, чтобы создавать соответствующие логические функции для каждого логического элемента ИЛИ. Символ «X» используется для программируемых соединений.