Программируемая логическая матрица

Программируемая логическая матрица ( PLA ) — это разновидность программируемого логического устройства, используемого для реализации комбинационных логических схем . PLA имеет набор программируемых плоскостей логических элементов И , которые связаны с набором программируемых плоскостей логических элементов ИЛИ , которые затем можно условно дополнять для получения выходного сигнала. У него 2 ^Н Логических элементов И для N входных переменных и для M выходов из PLA должно быть M вентилей ИЛИ, каждый из которых имеет программируемые входы от всех вентилей И. Такая схема позволяет синтезировать множество логических функций в сумме произведений канонических форм .

PLA отличаются от программируемой матричной логики устройств ( PAL и GAL ) тем, что обе плоскости логических элементов И и ИЛИ являются программируемыми. В PAL есть программируемые логические элементы И, но фиксированные логические элементы ИЛИ. ^{[ нужны разъяснения ]}

История

В 1970 году компания Texas Instruments разработала программируемую по маске микросхему на основе IBM только для чтения ассоциативной памяти или ROAM. Это устройство, TMS2000, было запрограммировано путем изменения металлического слоя во время производства ИС. TMS2000 имел до 17 входов и 18 выходов с 8 триггерами JK для памяти. термин «Программируемая логическая матрица» . Компания TI придумала для этого устройства ^[1]

Процедура реализации

Подготовка в форме СОП ( сумма продуктов ).
Получите минимальную форму СОП, чтобы свести количество условий продукта к минимуму.
Определите входное соединение матрицы И для генерации требуемого термина продукта.
Затем определите входные соединения матрицы ИЛИ для генерации сумм.
Определите связи матрицы обращения.
Запрограммируйте НОАК.

Блок-схема ПЛА:

1-Й БЛОК	2-Й БЛОК	3-Й БЛОК	4-Й БЛОК	5-Й БЛОК
ВХОДНОЙ БУФЕР	И МАТРИЦА	ИЛИ МАТРИЦА	ИНВЕРТИРОВАННАЯ/НЕИНВЕРТИРОВАННАЯ МАТРИЦА	ВЫХОДНОЙ БУФЕР ФЛИП-ФЛОП

Преимущества перед постоянной памятью

Желаемые выходные данные для каждой комбинации входов могут быть запрограммированы в постоянное запоминающее устройство , при этом входы управляются адресной шиной, а выходные данные считываются как данные. Однако для этого потребуется отдельная ячейка памяти для каждой возможной комбинации входных данных, включая комбинации, которые никогда не должны возникать, а также дублирование данных для условий «все равно» (например, логика типа «если входной сигнал A равен 1, тогда, что касается выхода X, нас не волнует, что такое вход B»: в ПЗУ это должно быть записано дважды, по одному разу для каждого возможного значения B, и еще «все равно» входы добавляются, дублирование растет в геометрической прогрессии); следовательно, программируемая логическая матрица часто может реализовать часть логики, используя меньшее количество транзисторов, чем эквивалент в постоянной памяти. Это особенно ценно, когда он является частью процессорного чипа, в котором транзисторов мало (например, исходный чип 6502 содержал PLA для управления различными операциями процессора). ^[2]).

Приложения

Одним из применений PLA является реализация контроля над трактом данных . Он определяет различные состояния в наборе команд и создает следующее состояние (путем условного ветвления). [например, если машина находится в состоянии 2 и перейдет в состояние 4, если инструкция содержит поле немедленного действия; тогда PLA должен определить действия элемента управления в состоянии 2, установит следующее состояние равным 4, если инструкция содержит непосредственное поле, и определит действия элемента управления в состоянии 4]. Программируемые логические массивы должны соответствовать диаграмме состояний системы.

В самых первых домашних компьютерах Commodore 64 , выпущенных в 1982 году (в начале 1983 года), первоначально использовался программируемый PLA Signetics 82S100, но по мере роста спроса MOS Technology / Commodore Semiconductor Group начала производить PLA с программированием по маске, который имел номер детали 906114-01. ^[3]

См. также

Ссылки

^ Андрес, Кент (октябрь 1970 г.). Отчет о применении Texas Instruments: Программируемые логические матрицы МОП . Техасские инструменты. Бюллетень СА-158.
^ Как на самом деле работают незаконные коды операций MOS 6502
^ arcadecomComponents.com — Commodore 906114-01 64 PLA IC

Внешние ссылки

«Программируемая логическая матрица (ПЛА)» . cmsc311 . Университет Мэриленда . 2003. Архивировано из оригинала 14 декабря 2017 г.
«ПЛА (программируемая логическая матрица)» . Java-апплет . Университет Гамбурга . Архивировано из оригинала 15 января 2013 г. Проверено 7 апреля 2010 г.

[TI_PLA_1970-1] Андрес, Кент (октябрь 1970 г.). Отчет о применении Texas Instruments: Программируемые логические матрицы МОП . Техасские инструменты. Бюллетень СА-158.

[2] Как на самом деле работают незаконные коды операций MOS 6502

[3] rcadecomComponents.com — Commodore 906114-01 64 PLA IC

[1]

[2]

[3]

v т и Цифровая электроника
Components	Transistor Resistor Inductor Capacitor Printed electronics Printed circuit board Electronic circuit Flip-flop Memory cell Combinational logic Sequential logic Logic gate Boolean circuit Integrated circuit (IC) Hybrid integrated circuit (HIC) Mixed-signal integrated circuit Three-dimensional integrated circuit (3D IC) Emitter-coupled logic (ECL) Erasable programmable logic device (EPLD) Macrocell array Programmable logic array (PLA) Programmable logic device (PLD) Programmable Array Logic (PAL) Generic Array Logic (GAL) Complex programmable logic device (CPLD) Field-programmable gate array (FPGA) Field-programmable object array (FPOA) Application-specific integrated circuit (ASIC) Tensor Processing Unit (TPU)
Theory	Digital signal Boolean algebra Logic synthesis Logic in computer science Computer architecture Digital signal Digital signal processing Circuit minimization Switching circuit theory Gate equivalent
Design	Logic synthesis Place and route Placement Routing Transaction-level modeling Register-transfer level Hardware description language High-level synthesis Formal equivalence checking Synchronous logic Asynchronous logic Finite-state machine Hierarchical state machine
Applications	Computer hardware Hardware acceleration Digital audio radio Digital photography Digital telephone Digital video cinematography television Electronic literature
Design issues	Metastability Runt pulse