9.4.2. Схемы с двунаправленными выводами

Используя элементы с тремя состояниями выхода, можно построить схему, в которой некоторые выводы можно приспосабливать для работы в качестве входов или выходов, в зависимости от программирования перемычек. В такой схеме один из конъюнкторов предназначен для управления элементом с тремя состояниями выхода (рис.9.12).

Возможны четыре режима работы вывода Вых/Вх в зависимости от того, как запрограммированы входы конъюнктора К:

1. Все перемычки нетронуты. В этом режиме на выходе конъюнктора К будет нуль ( ), схема имеет третье состояние выхода и вывод функционирует как вход для матрицы И.

2. Все перемычки пережжены, на выходе конъюнктора К единица, буфер активен, вывод работает как вход.

3. Выход с обратной связью. Этот режим отличается от предыдущего только тем, что сигналы вывода используются в матрице И.

4. Управляемый выход. Здесь входы конъюнктора программируются. При заданной комбинации входных сигналов на выходе конъюнктора К формируется единичный уровень, и выход работает как выход.

В ПЛМ и ПМЛ с некоторым числом двунаправленных выводов можно изменить соотношение числа входов-выходов, что значительно упрощает процесс проектирования.

Рис. 9.4. Схема с двунаправленным входным буфером

9.4.3. Схемы с памятью

Эти схемы позволяют строить автоматы наиболее удобным способом, так как помимо комбинационной части содержат на кристалле триггеры, чаще всего типа D. Возможные типы выходов в иностранных микросхемах PLD приведены в [9]. На рис.9.13 приведена структура PLD с памятью.

Рис. 9.5. Структура PLD с памятью

ПЛМ с памятью характеризуются четырьмя параметрами. Кроме трех обычных параметров, она имеет и параметр r – число триггеров (если триггера объединить в регистр, то r – число разрядов регистра). В таких PLD результат данного шага обработки информации зависит от результатов предыдущих шагов, что обеспечивается обратной связью с выходов регистра на вход матрицы. Автомат реализуется как синхронный: петля обратной связи активизируется только по синхронизирующим сигналам СИ.

9.4.4. Пмл с разделяемыми конъюнкторами

Наряду с модификациями схем, рассмотренными ранее, существуют и специфические модификации, относящиеся только к ПМЛ. К ним относится вариант с так называемыми разделяемыми конъюнкторами. Прием «разделения конъюнкторов» состоит в следующем. Для двух смежных элементов ИЛИ отводится некоторое количество конъюнкторов, которое может быть произвольно разделено между этими смежными элементами. Другие элементы ИЛИ использовать данный набор конъюнкторов не могут. Пример схемотехнической реализации разделяемости конъюнкторов приведен на рис.9.14. В схеме имеется дополнительный набор элементов ИЛИ и сложения по модулю 2, с помощью которых можно комбинировать сигналы выходов обеих основных схем ИЛИ для образования окончательных значений функций F_i и F_i+1. Выходы основных схем ИЛИ объединятся по операциям дизъюнкции или сложения по модулю 2 и распределятся по основным выходам F_i и F_i+1. Операция сложения по модулю 2 дает дополнительные функциональные возможности. Выбор получаемых выходных функций задается сигналами управления, которые открывают соответствующие транзисторы.

Рис. 9.6. Фрагмент ПМЛ с разделением конъюнкторов

Вариант с разделяемыми конъюнкторами смягчает ограничение функциональных возможностей простых ПМЛ: фиксированное число элементов И на входах элементов ИЛИ, числа которых может не хватить при воспроизведении сложных функций. Имея ПМЛ с разделяемыми конъюнкторами и размещая сложную функцию рядом с простой, можно использовать большую часть общего набора конъюнкторов для реализации сложной функции, а меньшую часть – для реализации простой.