ПЛМ, воспроизведение скобочных форм переключательных функций, схемы с двунаправленными выводами Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Кафедра защиты информации на тему: «ПЛМ, воспроизведение скобочных форм переключательных функций, схемы с двунаправленными выводами» МИНСК 2008 Программируемые логические матрицы – ПЛМ. Структура программируемой логической матрицы: М1 – матрица конъюнкции – И; М2 – матрица дизъюнкции – ИЛИ. в литературе иногда заменяют на - может быть: Если на базу поступает высокий потенциал, то транзистор открывается и в горизонтальную шину поступает высокий потенциал, иначе, если на базу не поступает высокий сигнал, то транзистор закрывается. При подаче на плавкую перемычку высокого потенциала она замыкается. - может быть: Таким образом, получаем: У диодов красного цвета перемычка пережжена. « Ставя крестики » в других местах матрицы М2 получим: По данным можно составить таблицу: Основными параметрами ПЛМ является: · число входов m (xi); · число термов l (Pi); · число выходов n (yi). В общем случае: - это достоинство ПЛМ. ПЛМ реализует дизъюнктивную нормальную форму воспринятых функций. ПЛМ способно реализовать n логических функций от m аргументов, содержащую не более l термов. Наиболее простой способ программирования ПЛМ – это пережигание перемычек. Упрощенное изображение ПЛМ. Вместо ставят – такое обозначение используется, по крайней мере, для ПЛМ. На самом деле у элемента И три входа. Единственная линия входа элементов И и ИЛИ пересекается с несколькими линиями входных элементов. Физически дизъюнкт и конъюнктуры мы переставим. Эти вентили служат для разграничения матрицы дизъюнкции. Достоинство ПЛМ не надо упрощать исходные выражение, если позволяет железо. Воспроизведение скобочных форм переключательных функций. С помощью ПЛМ можно воспроизводить не только дизъюнктивные нормальные формы, но и скобочные формы (выражение в скобках). Для этого вначале получают выражения в скобках, а затем они рассматриваются как аргументы для получения окончательного результата. В схеме появляются обратные связи, т.е. промежуточные результаты с выхода вновь подаются на входы. Логическая глубина схемы увеличивается. Задержка выборки конечного результата растет. Например: Изобразим: Из-за обратной связи нужно подождать пока выработается скобочная величина , иначе результат будет не верным. Общее правило решения задач с помощью ПЛМ. Число термов в данной системе функций необходимо свести до l (параметра имеющегося в ПЛМ). Дальнейшая минимизация функции не требуется. Если размерность имеющейся ПЛМ обеспечивает решение задачи в ее исходной форме, то минимизация не требуется, так как не ведет к сокращению оборудования. Рассмотрим, как с помощью ПЛМ построить шифратор. Управление для шифратора - входные сигналы. - выходные сигналы. не учитываем, так как в этом случае нет сигнала на выходе. Программируемая матричная логика (ПМЛ). Если для ПЛМ важно уменьшение числа термов функции, то для ПЛМ важно уменьшить число элементов и для каждого выхода. Схемы с программируемым выходным буфером. Эта схема может вырабатывать как прямые, так и инверсные функции. - сумматор по модулю два. Минимизируем , , с помощью карт Карно: Таким образом, для реализации системы функций , получаем пять различных термов вместо восьми. Возврат от к получается пережиганием линии выхода. Схемы с двунаправленными выводами. Используя элементы с тремя состояниями выхода, можно построить схему, в которой некоторые выводы предназначены для работы в качестве входов или выходов в зависимости от программируемых элементов. В таких схемах один из конъюнктов управляют элементами с тремя состояниями выхода. Выход этого элемента одновременно связан с матрицей и как вход: К – конъюнктор, с его помощью можно управлять буфером. Возможны 4 режима реализации вход-выход в зависимости от того, как запрограммированы входы конъюктора (К). 1. все перемычки оставлены целыми, на выходе К имеем логический «0». И вывод функционирует как вход. 2. все перемычки пережжены, на конъюнктор поступает высокий потенциал «1», буфер активен, его вывод становится выходом, сигналы не используются в матрице И. 3. выход с обратной связью отличается от предыдущих тем, что сигналы выводов используются в матрице И, например для воспроизведения матрицы скобочных функций (предыдущая лекция). 4. входы коньюнктора К программируются при определенной комбинировании входных сигналов коньюнктора К приобретает единичный выход и вывод срабатывает как выход (применяется в схемах контроля). Схемы с памятью. Программируемая матричная логика (ПМЛ) с разделяемыми коньюнкторами. Это относится только к ПМЛ. Для двух смежных элементов ИЛИ отводится некоторое количество коньюнкторов, которое может быть произвольно распределено между этими смежными коньюнкторами. Другие элементы ИЛИ использовать данный набор коньюнкторов не могут. Вариант с разделяемыми коньюнкторами смягчает наиболее очевидные ограничения жестких ПМЛ. А именно, фиксированное число элементов И на входах ИЛИ, которых может не хватить при воспроизведении сложных функций. Ставится дополнительный набор ИЛИ и исключающее ИЛИ. Можно комбинировать сигналы основных элементов ИЛИ, для образования окончательных значений функции F1 и F2 . Характер получаемых функций зависит от того, какой из трех транзисторов в каждой группе будет проводящим. Управление транзистором осуществляется подачей положительного напряжения на затвор. ЛИТЕРАТУРА 1. Закревский А.Д. Логический синтез каскадных схем. - М.: Наука, 2001. 2. Скляров В.А. Синтез автоматов на матричных БИС. – Мн.: Наука и техника, 2004. 3. Бибило П.Н. Синтез комбинационных структур для СБИС. – Мн.: Навука i тэхнiка, 2002. 4. Соловьев В.В., Васильев А.Г. Программируемые логические интегральные схемы и их применение. – Мн.: Беларуская навука, 2002.