Программируемая логическая матрица

ае аЬ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(21) 346405/ 18-24(56) . "Зарубежная радиоэлектроника", 1979, У 1, с65-82.2. Баранов С.И., Синев ВЛ. Син"тез автоматов на ПЛМ УСИМ, 979,У 2, (прототип),(54)(57) ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛОГИЧЕСКАИМАТРИЦА, содержащая матрицу элементов связи 2 п 1(где и - число входовданной матрицы, 1 с(Р), выполненныхна диодах, аноды которых подключены к горизонтальным шинам, а катоды - к вертикальным шинам в соответствии с программируемой функцией,элементы НЕ, выходы которых соединены с четными вертикальными шинами, а входы - с нечетными и являются входами программируемойлогической матрицы, ограничительные Зав СС 17 00 С 06 Г 7100 элементы, выполненные на резисторах, одни выводы которых подклю" чены к соответствующим горизонталь." ным шинам, а другие - к шине питающего напряжения; элементы ИЛИ, входы которых соединены с %-з горизон" тальными шинами (1 эй) в соответ" ствии с программируемой функцией, а выходы являются выходами программируемой логической матрицы, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения информационной емкости программируемой логической матрицы, в нее введены я дополнительных элементов НЕ, входы дополнительных элементов НЕ подключены к э горизонтальным шинам, а выходы являются дополнительными Еертикаль ыми шинами, и в (Ь-з) дополнительных элементов связи, выполненных на диодах, аноды которых подключены к (й-в) горизонтальными шинами, а катоды - к дополнительным вертикальным шинам в соответствии с программируемой функцией.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1 1Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в качестве элементнойбазы для реализации логических функций.Известна программируемая логическая матрица, содержащая и элементов НЕ (и - число входов матрицы), входы и выходы которых подключены к соответствующим вертикальным шинам, Б горизонтальных шин,являющихся выходами матрицы, причемгоризонтальные шины через резисторы подключены к шине напряженияпитания, 2 пз элементов связи,подключенных к вертикальным и горизонтальным шинам в соответствии спрограммируемой функцией Г 13.Недостатком такой матрицы являются ограниченные логические возможности, поскольку в ней,формируются только конъюктивные термы,Наиболее близкой по технической сущности является программируемая логическая матрица, содержащая о входных (вертикальных) шин, соеди" ненных с входами ь элементов НЕ, выходы которых образуют и инверсных (вертикальных) шин, В горизонтальных шин, соединенных с вертикальными шинами элементами связи, выполненными на диодах или транзисторах, горизонтальные шины через резисторы подключены к шине питания и являются входами одного или нескольких элементов ИДИ, выходы которых являются выходными шинами матрицы 2 ,Недостатком этой программируемой логической матрицы является низкая информационная емкость, обусловленная тем, что на одной горизонтальной шине, подключенной к входам элементов ИЛИ, можно сформировать только один конъюнктивный .терм,Цель изобретения - увеличение информационной емкости программируемой логической матрицы за счет реализации на горизонтальных шинах, подключенных к выходам элементов ИЛИ, нескольких конъюнктивных термов.Поставленная цель достигается тем, что в программируемую логическую матрицу, содержащую матрицу элементов связи 2.ой (где о - число входов данной матрицы, Ъ(2 ), выл полненных на диодах, аноды которых подключены к .горизонтальным шинам, а катоды - к вертикальным шинам в соответствии с программируемой функ 119081 1 цией, элементы НЕ, выходы которыхсоединены с четными вертикальнымишинами; а входы - с нечетными иявляются входами программируемойлогической матрицы, ограничитель"ные элементы, выполненные на резисторах, одни выводы которых подключены к соответствующим горизонтальным шинам, а другие - к шине питающего напряжения, элементы ИЛИ, входы которых соединены с Ъ-з горизонтальными шинами (1 э(1) в соответствии с программируемой функцией,а выходы являются выходами программируемой логической матрицы, введены б дополнительных элементов НЕ,входы дополнительных элементов НЕподключены к з горизонтальным шинам, а выходы являются дополнительными вертикальными шинами, и з,(Ъ-з)дополнительных элементов связи, выполненных на диодах, аноды которыхподключены к (Ж) горизонтальным .шинам, а катоды - к дополнительнымвертикальным шинам в соответствии стпрограммируемой функцией,На фиг,1 приведена схема предложенной программируемой матрицы,на фиг,2 - схема матрицы, реализующей логическую функцию в соответствиис примером.Программируемая логическая матрица содержит 2 п вертикальных шин 1,и входных элементов НЕ 2, % горизонтальных шин 3, причем нечетные вертикальные шины являются входами матрицы Х , Х Х. Эти шины соединены с входами элементов НЕ 2,выходы которых соединены с четнымивертикальными шинами. В зависимости от прогрммируемой функции вертикальные шины соединяются с горизонтальными шинами с помощью элементовсвязи 4, выполненных на диодах. Горизонтальные шины через ограничительные элементы 5, выполненные нарезисторах, соединены с шиной питающего напряжения 6. Устройство содержит также з дополнительных элементов НЕ 7, входы которых соединеныс 5 горизонтальными шинами (1 з(%),а выходы с 6 дополнительными вертикальными шинами 8, которые соединены с М-з горизонтальными шинамис помощьЮ дополнительных элементовсвязи 9, выполненных на диодах, всоответствии с программнруемойфункцией. Входы элементов ИЛИ 10подключены к 1-5 горизонтальным+Х 1 хгх 3 Х 4+ Х 1 ХХ Х 3 35 40 3шинам в соответствии с программируемой функцией. Выходй элементов ИЛИ1 О являются выходами программируемой логической матрицы (у, уув)Устройство работает следующимобразом.Выходные сигналы Х 1, ХХФуподаются на нечетные вертикальныа шины. С помощью элементов НЕ 2на четных вертикальных шинах формируются инверсные значения входных сигналов, На горизонтальныхшинах 3 формируются необходимыеконъюнктивные термы (с помощьюдиодов, подключенных между вертикальными и горизонтальными шинамив соответствии с программируемойфункцией), Наличие дополнительных. элементов НЕ 7 и дополнительныхэлементов связи 9 позволяет формировать на любой из Фгоризонтальных шин логическую функцию видаЧ-Ч р 1 р, р, (1)где ц - выходной комбинированный1конюнктивный терм на: -йгоризонтальной шине (д=1,-3);конюнктивный терм, формируемый на -й горизонтальной шине (=1, 1 с -5) с помощью вертикальных шин 1и соответствующих элементов связи 4;р. - конюнктивный терм, формируемый на 1,-й горизонтальной шине (1=.М+1,1 с) с помощью вертикальных шин 1и соответствующих элементов связи 4;р. - конъюктивный терм р. послеинвертирования дополнительным элементом НЕ 7,В матрице-прототипе в связи сотсутствием дополнительных элементовНЕ и дополнительных элементов связиЦ; =ф, 1= 1,1 с. (2)Таким образом, наличие дополнительных элементов НЕ 7,. вертикальныхшин 8 и элементов связи 9 дает возможность с помощью одного комби 1119081 4,нированного терма (1) реализоватьв предложенной матрице более емкиефункции, чем в матрице-прототипе.Причем положительный эффект тембольше, чем больше единичных конъюнкций в таблице истинности.В качестве примера на фиг.2приведена схема, реализующая функцию четырех аргументов вида (п=4, 1 О У:Х 1 хгх 3+х Х Х +ХХ Х +х Х Х + +1 г 4 1 гФ 23+ 15для которой требуется матрица-прототип с б-ю горизонтальными шинами (Яс=б),Указанная функция может быть 20 представлена в следующем виде 25и реализована на данной матрицепри в=2,Ф=4. В данном случаеобщее количество горизонтальных шинв матрице-прототипе и в данной матри, це одинаково и равно 6, однако 30во многих случаях может иметь место и сокращение числа горизонтальных шин. Например для функции У:Х 1 Х 3+Х 1 Х Х Х Х +Х Х Х +Х Х Х13123123 при реализации на матрице-прототипетребуется 5 горизонтальных шин, аФпри Представлении в виде У=Х Х Х .Х Х Х Х Х Х Х 3 + 1 г 3 Ф 1 2 3,и реализации на данной матрице требуется 4 горизонтальных шины.Это означает, что на матрицЕ с заданными параметрами (о, М ,ъ) могут быть реализованы логические функции с большим количеством конъюнктивных термов, т.е. емкость данной 50 матрицы больше, чем известной.