Глава 4 Программируемые матрицы логики (pal).
В программируемой логической матрице (ПЛМ) обе матрицы логических элементов "И" и "ИЛИ" программируемы. ПЛИС, в которых матрица логических элементов "И" является программируемой, а матрица логических элементов "ИЛИ" фиксированной, получили название программируемых матриц логики ПМЛ или PAL — Programmable Array Logic (англ.). Поскольку изготовить такие устройства проще, чем ПЛМ, они имеют меньшую стоимость и обладают улучшенными характеристиками, что привело к их высокой популярности. Пример ПМЛ с тремя входами, четырьмя логическими элементами "4ИЛИ", реализующими четыре минтермашестого ранга и двумя выходами представлен на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1.
Обобщенная структура программируемых
матриц логики (ПМЛ)
Напомню, что в схеме, приведенной на рисунке 4.1, действует следующее соглашение: Количество входов у логических элементов "И" равно количеству проводников на входе схемы (в данном случае шесть). Соединения, помеченные крестиком подключены ко входам логического элемента, остальные входы логического элемента "И" подключены через резистор к источнику питания, а значит не влияют на результат работы. Представленные на рисунке 4.1 запрограммированные соединения реализуют следующие логические функции:
Логические элементы "4И", реализующие термы P1 и P2 аппаратно соединены с первым элементом ИЛИ, а логические элементы "4И", реализующие термы P3 и P4 аппаратно соединены со вторым элементом. Эти соединения не могут программироваться. По сравнению с ПЛМ, программируемые матрицы логики обладает меньшей гибкостью программирования. ПМЛ позволяет использовать четыре терма в качестве входов для элементов ИЛИ, а элементы ИЛИ в ПМЛ имеют только два фиксированных входа. Для компенсации этого недостатка производители ПМЛ производят микросхемы разного объема с различным числом входов и выходов, а также различным числом входов логических элементов "ИЛИ".
К программируемым матрицам логики относятся большинство современных ПЛИС небольшой степени интеграции. В качестве примера подобных микросхем можно привести отечественные ИС КМ1556ХП4, КМ1556ХП6, КМ1556ХП8, КМ1556ХЛ8, ранние разработки микросхем ПЛИС (середина-конец 1980-х годов) фирм INTEL, ALTERA, AMD, LATTICE и др. Разновидностью этого класса микросхем являются ПЛИС, имеющие только одну (программируемую) матрицу логических элементов "И", например, микросхема 85C508 фирмы INTEL. Следующий традиционный тип ПЛИС — программируемая макрологика. Подобные микросхемы содержат единственную программируемую матрицу "И-НЕ" или "ИЛИ-НЕ", но за счёт многочисленных инверсных обратных связей способны формировать сложные логические функции. К этому классу относятся, например,ПЛИС PLHS501 и PLHS502 фирмы SIGNETICS, имеющие матрицу "И-НЕ", а также схема XL78C800 фирмы EXEL, реализованная на матрице логических элементов "ИЛИ-НЕ"
Глава 5 Сложные программируемые логические устройства (cpld).
Программируемые логические матрицы к настоящему времени морально устарели и применяются для реализации относительно простых устройств, для которых не существует готовых микросхем средней степени интеграции. При реализации сложных цифровых схем обычно применяются программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) одним из видов ПЛИС являются сложные программируемые логические устройства (CPLD — Complex PLD).