Boit_K__Cifrovaya_yelektronika_BookZZ_or g (773598), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Пх ю ху Программированием связей могут производиться логические операции. Связи разделяют в соответствии с заявленными нормальными формами ИЛИ или другими уравнениями алгебры логики и получают нужную логическую схему. Ненужные элементы выключаются. Для Р1ЛЭ с большим количеством элементов получается много проводников, которые усложняют чтение схем. Чтобы улучшить наглядность, проводники изображаются как шины, как представлено на рис. 1б.5, б. В РЮ с большим количеством проводников они изображаются как шины. Ясно, например, что И-элемент с тремя входами имеет также три входных провода. Их можно обозначить шиной из трех проводников, с косой чертой 3, как изображено на рис.
1б.5, б. 16.2.2. РА~ -схемы Сокращение РА1. обозначает РгойгапппаЫе Апау Еой1с (программируемая матричная логика). Обозначение РА1. используется повсеместно, однако является товарным знаком фирмы Мопо1111с Мепюпев. РА)=схемы имеют программируемую пользователем И-матрицу и фиксированную ИЛИ-матрицу. А и с о е Г вход од Хдиддхехь о, о, о, о Рвс. 16.6. Р1.О с программируемой И-матриией (РА$ схема).
Принципиальная РА)=схема представлена на рис, 1б.б. Программированием обозначенных косой чертой узлов определенные входные сигналы подключаются — в этой схеме их максимально шесть — к И-элементам. Каждый И-элемент имеет шесть входов (шесть горизонтальных проводников). Выходы двух И-элементов подаются на ИЛИ-элемент. С этой схемой можно производить четыре различных связи.
Они действуют на выходах от Ц, до Ог Ненужные связи остаются неиспользованными. РА1.-схема на рис. 1б.б должна программироваться так, чтобы возникла связь согласно следующему уравнению: 2' = (А л В л С л Ю л Е л Р) ч (А л В л С л Ю л Е л Р) . Решение показано на рис. 16.7. Величина Упоступает на выход Д,. Обычно РА1.-схемы имеют множество входов и выходов, так что можно организовать очень сложные логические связи. Чаще всего они работают при положительной логике (Н-активно). Часто на выходах находятся триггеры, в которых сохраняется результат.
Такие схемы имеют так называемый выходной регистр. Также выходы могут переключаться нужным образом (комбинаторный выход, ТВ1-ШТАТЕ-выход, выходной регистр, выход с инверсией сигналов). Выходы такой разновидности называют программируемыми выходами. А В С С Е Е Х ВлСлолЕьг А*Ело Л, Е ~Р Рие. 16.7. Программируемая РА1;Схема. ~440 Г 1б. л~ Обозначение РА1 модуля рассмотрим на примере: РА1. 16 Н 8 16 входов Пол. логика 8 выходов Вместо буквы Н могут использоваться другие буквы, которые имеют следующие значения: 1, — ь'-актив, отрицательная логика Я вЂ” выходной регистр С вЂ” дополнительный выход (переключается ь-актив, Н-актив) Р— программируемый выход Х вЂ” выход ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ (через регистр, сигналы могут инвертироваться или нет).
На рис. 16.8 показана схема модуля РАЬ 12 Н 6. Модуль имеет 12 входов. Входные сигналы усиливаются входными усилителями. Наряду с не инвертированным выходом усилителя имеется инвертируемый выход. Входные сигналы идут на 24 вертикальных проводника и оттуда распределяются на И-элементы. Каждый И-элемент имеет 24 входа. Следовательно, к И-элементам подходят 24 жильные шины. Эта РАЬ-схема относится к малым схемам. Она производится в 20-выводном 1)1Р-корпусе. Программируемые связи на рис. 16.8 не показаны. При 16 И-элементах с 24 проводниками на каждый получается 384 программируемых узла.
Схема была бы очень большой и запутанной. РА1.-схемы потребляют относительно большой ток (от 95 до 200 мА на модуль) и работают относительно медленно. Время задержки составляет в среднем 50 нс. Первые разработанные РА1.-схемы были построены в биполярной технологии, т. е. на базе ХР)Ч и РХР транзисторов. В новых РА1 схемах применяются исключительно Ф-МОП- и К-МОП-технологии. Благодаря этому снижается потребление тока и уменьшается время задержки, Напряжение питания 5 В.
16.2.3. 6АЬ-схемы ОА1. — это сокращение от Оепепс Апау Ьой|с (логика на базовых матричных кристаллах). Это обозначение является товарным знаком фирмы Ьай(се Бепйсопбистог. ОАЬ-схемы были спроектированы с целью улучшить некоторые известные недостатки РА1.-схем. Программирование прожитом очень тонких перемычек больше не применяется. ОА1.-схемы являются полностью ЕРЬ13 (стираемые ультраФиолетом) или ЕВРА) (стираемые электрически). Они могут перепрограммироваться более ста раз.
ОА~.-схемы, как и РА!.-схемы, используют программируемую И-матрицу, Они имеют дополнительные модули ввода — вывода. Матрица ИЛИ фиксирована. 242.2, р р Ор рб ° 4~~~ О О 24ФФР ФО О О Ф ОФ ФР ФФО Д 2 44 «Ч 15 15 15 15 12 15 у — оио Рис. !6.8. РАЕ-схема 12Н с 12 входами и 6 выходами. 15 — 2114 (444 Г 1б. Щр~~у На рис. 16.9 показана структура типичной ОА1.-схемы. Она имеет обозначение 16 Р'8, следовательно имеет 16 входов и 8 выходов. Буква Р значит программируемые выходные блоки.
Восемь входов доступны через порты от 2 до 9. Другие восемь входов подключаются через выходы. Обозначение модуля аналогично РА1:схемам. Дополнительно указываются время задержки, токопотребленне, тип корпуса и диапазон температуры. Пример Оепепс Апау 1о81с 16 входов Изменяемые (программируемые) выходы à — 8 выходов ОА1. 16 1' 8 — 25 ЯХС Температурный диапазон 0 до 75 С Тип корпуса 20 выводов 1)1Р, пластик Потребление тока 45 мА Время задержки 25 нс Температурный диапазон: С 0 до 75 'С (коммерческий) 1 — 40 до 85 С (промьшшенный) М вЂ” 55 до 125'С (военный) Тнп корпуса: Х керамический 1)1Р-корпус с 20 выводами Х пластиковый 1)1Р-корпус с 20 выводами Токо потребление: Е 90мА 0 45 мА Схема на рис.
16,9 имеет входной усилитель, который имеет на выходе инвертированный и неинвертированный сигналы. Эти сигналы выводятся на 32 вертикальных проводника и распределяются оттуда на горизонтальные проводники. Горизонтальные проводники, которые ведут к И-элементам, состоят из 32 однопроводных линий. Каждый И-элемент имеет 32 входа. Номера горизонтальных проводников указаны слева от входных усилителей. Схема содержит всего 2048 горизонтальных проводников. Каждый И-элемент может создавать одну из возможных полных конъюнкций. 362.
?, е~ в Рл 44%) На восьми выходах находятся так называемые О1.МС-схемы (О1.МС— Опгрпт 1лй(с Масте Се11). Каждая О1.МС-схема содержит 8-кратный элемент ИЛИ„который производит нормальную форму ИЛИ, Р григгер для сохранения результата, управление возвратом сигнала на вертикальные проводники и управление переключением выходов. Вывод результата может осуществляться как прямым, так и инвертированным сигналом. Выходной порт может подключаться как ТК1ЯТАТЕ-вывод. 16.2.4. РР1А-схемы РР1.А — зто сокращение от Р)е!д Рпзйгаппп1пя 1.ой)с Апау (программируемые пользователем логические матрицы). РА1.- и ОА1.-схемы имеют только программируемую И-матрицу (АХО Апау).
В РР1.А-схемах вводится дополнительно программируемая ИЛИ-матрица. На рис. 16. 10 представлена схема с программируемой ИЛИ-матрицей и программируемой И-матрицей. И-матрица может производить все желаемые полные конъюнкции. С помощью ИЛИ-матрицы они подаются на ИЛИ-элементы с выходами от Де до Ц. Схема может обеспечить связи для четьгрех нормальных форм ИЛИ. На рис. 16.11 показана РР1.А-схема. Представлен однопроводной вариант с непроводящими узлами. Схема должна программироваться в полный сумматор.
л в с Рис. 16.10. НЧ.А-схема, программируемые матрица И и матрица ИЛИ. После изготов- леиия узлы иелрояояящие. ~(~46 Г !б. Ор ~ ю Рис. 16.11. ЕРША-схема с 3 входами и 2 выходами. х в в с с Пример Полный сумматор Нормальные формаа ИЛИ О Об х* =о х =Ф а =о А в с влс хв с л с а*в с Алвес а в с в с Прежде всего необходимо запрограммировать полные конъюнкции. Программируемые узлы И-матрицы переводятся на проводящий режим. Обозначение проводящего режима — крестик. На выходы И-элементов должны быть выведены полные конъюнкции. Они поступают затем на ИЛИ- элементы: У = (А л В л С) ч (А л В л С) ч (А л В л С) ч (А л В л С); б = (А л В л С) ч (А л В л С)ч 1А л В л С)ч (А л В л С) .
Схема запрограммированного модуля представлена на рис. 16.12. Модуль использован только частично. Ненужные связи отключаются при программировании от электроснабжения. Рис. 1б.12. ЕР1А-схема, запрограммироваяиаа как мя тор. а х в в с с о,-г 16.2.5. РВОМ-схемы РКОМ-схемы уже известны как программируемые ПЗУ (РгоагапппаЫе Кевин Оп1у Мегпопез) из равд.
12.5. С РКОМ-схемами также могут осуществляться сложные логические операции. Представленный на рис. 12.32 дешифратор является в принципе И-матрицей. Массив памяти имеет функцию ИЛИ-матрицы. И-матрица является аппаратной, ИЛИ-матрица — программируемой. РВОМ-схемы можно использовать как программируемую логику (РШ). 16.2.6. МАСЯО-схемы Развитие 1С-технологий позволяет разместить сложные схемы на относительно малом пространстве.
Несколько фирм разработали так называемые шастосе11-структуры (макроячейки), которые похожи по структуре на большие ОА1.-схемы и содержат дополнительно большое количество тригтеров. Множество макроячеек соединяются на чипе в одну макросхему. В зависимости от полученного адреса И-матрица переключает полную конъюнкцию на ИЛИ-матрицу (рис. 16.13). ИЛИ-матрица производит нормальную форму ИЛИ. (ыввв х и пх ы ых д в с Вх о, о, о, о, Выходы Рве. 16.13. РКОМ в качестве Р1.О. Сегодня существуют макросхемы до б4 макроячеек. Часто используют схемы с 24 макроячейками.
Они поставляются в 40-полюсных корпусах. Для очень больших макроячеек корпуса имеют до 289 выводов (рис. 16.14). У больших макросхем возникают трудности с охлаждением. Несмотря на отключение от питания при программировании ненужных элементов, зги схемы отличаются относительно высоким энергопотреблением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
