Программируемое логическое устройство

А 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления систем1булевых функций. Целью изобретенияявляется повышение быстродействияустройства в режиме записи. Для достижения этой цели в устройство, содержащее элементы И 1, элементыИЛИ 5, три группы 2,3,4 П-триггеров и две группы элементов 6,7 стремя состояниями выходов, введена 444892третья группа элементов 13 с тремя состояниями выходов. Это позволило использовать для программирования не только информационные входы, ноИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь" зовано для вычисления систем булевых функций.5Целью изобретения является повышение быстродействия устройства в режиме записи за счет того, что программирование элементов И и ИЛИ устройства производится одновременно. 10функциональная схема устройства приведена на чертеже.Символы и, Р. ииспользуются для обозначения соответственно количества входов, термов и выходов уст" 15 ройства.Программируемое логическое устройство содержит К и-входовых элементов И 1, первую 2, вторую 3 и третью 4 группы. П-триггеров,элементов ИЛИ 5, пер вую группу из Рп элементов И 6 с тремя состояниями выхода, группу яп элементов И-НЕ 7 с тремя состояниями выхода, 8 двухвходовых элементов И 8, счетчик 9 с коэФФициентом пересчета 2 я+1, дешифратор 10, первый 11 и второй 12 ВЯ-триггеры, вторую группу изэлементов И 13 с тремя состояниями выхода, третий ВЯ-триггер 14, дополнительный эле мент ИЛИ 15, информационные входы 16 разрядностью и, информационные выходы 17 разрядностью , вход 18 сброса, тактовый вход 19, выход 20 индикации программирования элементов ИПИ, выход 21 индикации программирования элементов И.Первая группа 2 П-триггеров предназначена для приема и хранения информационных сигналов программирова ния и подачи их на входы управления вторые входы ),соответствующих элементов И с тремя состояниями выхода, Вторая группа 3 П-триггеров предназначена для приема и хранения информационных сигналов программирования и подачи их на входы управления соответствующих элементов И-НЕ с тремя состояниями выхода. Третья группа 4 П-триггеров предназначена для приема с информационных выходов устройства и хранения информационных сигналов программирования и подачи их на входы управления элементов И 8 второй группы.1При отсутствии разрешающего сигнала на управляющем (втором) .входе выходы соответствующего элемента с тремя состояниями выхода находятся с высокоимпедансном состоянии.Счетчик 9 с коэффициентом пересчета 2 я+1 предназначен для Формирования по счетным сигналам, поступающим с тактового входа 19 устройства, сигналов для управления дешифратором 10 и подачи импульса со своего выхода переполнения на вход установки второго триггера 12.Дешифратор 10 имеет 2 я+1 выход (с нулевого по 2 я-й) и предназначен для Формирования сигналов синхронизации для первой, второй и третьей групп 2-4 П-триггеров (выходы с первого по 2 я-й), а нулевой выход предназначен для установки третьего триггера 4. Первый ВЯ-триггер 11 предназначен для формирования и подачи на вход 20 устройства сигнала но окончании программирования П-триггеров третьей группы 4 по (я+1)-му импульсу счетчи" ка 9. При этом установка триггера 11 происходит при изменении состоя"1444892 510 15 2 О 25 ЗО 40 45 50 55 ния д-го выхода дешифратора с "0"и 1 феВторой КЯ-триггер 2 предназначен для Формирования и подачи на выход 21 устройства сигнала по окончани: программирования В-триггеров первой и второй групп 2 и 3 по (2 д+1)-му счетному импульсу счетчика 9. При этом установка триггера происходит по сигналу переполнения счетчика 9 с коэФФициентом пересчета го+Вторая группа элементов И 13 с тремя состояниями выхода предназначена.для передачи на инФормационные выходы устройства выходных сигналов . с элементов ИЛИ 5 по разрешающему сигналу на их входах управления и для перевода своих выходов и высокоимпедансное состояние при снятии с их управляющих (вторых) входов разрешающего сигнала, причем разрешающий сигнал поступает с инверсного выхода третьего триггера 14,Вход 18 устройства предназначен. для приема сигнала сброса П-триггеров первой 2, второй 3, третьей 4групп, первого 11, второго 2 итретьего 14 ВВ-триггеров и счетчика9. Вход 19 устройства предназначендля приема тактовых сигналов программирования. Выход 20 устройстваявляется вторым выходом управления,свидетельствующим о том, что программирование элементов ИПИ закончено. Выход 21 устройства являетсяпервым выходом управления, свидетельствующим о том, что программированиеэлементов И и, следовательно, устройства в целом закончено,Программируемое логическое устройство может работать в двух режимах:программирования и вычислений,В режиме программирования (илизаписи) устройство работает следующимобразом,В исходном состоянии 0-триггерыпервой - третьей групп 2-4, ВЯ-триггеры 11,12,14 и счетчик 9 обнуленыпо входу 18 устройства. На входыуправления групп элементов И 67 стремя состояниями выхода поданы сигналы О у и их выходы находятся в высокоимпедансном состояниивПо первому импульсу, поступающему на вход 19 устройства, счетчик 9с коэФФициентом пересчета 21+1 переходит н первое состояние и на нулевомвыходе дешиФраторяО появляетсясигнал "1", Третий КЯ-триггер 14 устанавливается в состояние "1", а наего инверсном выходе устанавливаетсясигнал "0". Поэтому на управляюшихвходах й элементов И 13 с тремя состояниями выхода устанавливаются такжеуровни "0", и их выходы переводятся в высокоимпедансное состояние. Повторому тактовому импульсу на инФормационные входы 16 устройства подается комбинация логических сигналов программирования первых и В-триггеров из первой группы 2 П-триггеров, а на инФормационные выходы 17устройства подается комбинация логических сигналов программированияпервых С 0-триггеров из третьей группы 4 О-триггеров, которые заносятсяв соответствующие 0-триггеры по переднему Фронту сигнала на первомвыходе дешиФратора 10. По третьемутактовому импульсу на инФормационные входы 16 устройства подается комбинация логических сигналов программирования первых и Р-триггеровиэ второй группы 3 В-триггеров, а наинФормационные выходы 17 устройства подается комбинация логическихсигналов программирования вторых1 Э-триггеров из третьей группы 4Э-триггеров, которая заносится в 35 ,соответствующие П-триггеры по лереднему Фронту сигнала на втором выходедешиФратора 10. Лалее процесс прог"раммирования продолжается аналогично.По (ц+1)-му импульсу на тактовомвходе 19 первый триггер 1 устанавливается в состояние "1" по входуустановки, на который подается сигнал "1" с (Р+1)-го выхода дешиФратора 10. На выходе 20 устройства устанавливается сигнал "1", что свидетельствует об окончании программирования элементов ИЛИ,По (гд+1)-му импульсу на входе19 второй триггер 12 устанавливается в состояние по входу установки, на который подается сигнал "1"с выхода переполнения счетчика 9.Поэтому на выходе 21 устройстваустанавливается сигнал "1", что свидетельствует об окончании программирования элементов И и выходных сигналов. Сигнал "1" с выхода триггера 12 по первому входу элементаИЛИ 15 Обнуляет третий триггер 14,"О", т.е. выходы обоих элементов стремя состояниями выхода без инверсии и с инверсией находятся в высокоимпедансном состоянии, что воспри"нимается х-м входом 1 с-го и-входо"вого элемента И 1 логической едини-цей,Таким образом, состояние каждыха элементов из групп яп элементовИ 6 и И-НЕ 7, соответствующих 1 с"муэлементу И 1, кодирует 1-й терм некоторой системы булевых Функций. Иесли входной вектор покрывает этоттерм, то на выходе соответствующегоэлемента И 1 устанавливается сигнал"ф, так как в этом случае на всехего и входах будут установлены сигналы "1". Следовательно на выходахя элементов И 1 будет столько сигнапов "1", сколько коньюнктивныхтермов из я термов (1 82") покрываются входным сигналом.В группе 81 элементов И 8 Формируются 1 выходных Функцй, причемвыходной сигнап соответствующегоЭ"триггера третьей группы 4 триггеров, равный "1", указывает на вхож"дение одноименного терма в даннуюфункцию, а сигнал. "О" указывает нато, что одноименный терм не входит вданную Функцию.На выходах й элементов ИЛИ 5появляется комбинация логическихсигналов, свидетельствующая о значениилогических Функций на данномнаборе входных сигналов, котораячерез открытые элементы И 3 поступает на информационные выходы 17устройства.Новый цикл программирования начинается с подачи импульса сбросана вход 18 устройства. поэтому на управляющие входы С элементов с тремя состояниями выхода без инверсии поступает сигнал "1" с инверсного выхода триггера, и сигналы с выхода Т элементов ИПИ 5 подаются ча информационные выходы 17 устройства, В следующем такте устройство готово производить вычисления. ОХаким образом, программирование устройства заканчивается за 2 д+1кСтакт в отличие от 2 я + - тактовипрототипа за счет одновременного 15 программирования Э-триггеров первой 2 (второй 3 в нечетных тактах) и третьей 4 групп Э-триггеров.В режиме вычислений предлагаемое устройство работает аналогично про тотипу. На информационные входы 16 уст-, ройства подается комбинация логических сигналов входного вектора, х-й 2 Б разряд которой (1 - х п) поступает на информационные входы д+(с)п 1-х (1( 1 й 8) элементов из группы яп элементов И 6 и И-НЕ 7 с тремя состояниями выхода. Если -й разряд 1-го 0 коньюнктивного терма имеет прямое значение переменной , то на управляющий вход соответствущцего элемента И 6 из группы яп элементов подан с выхода соответствующего Э" триггера первой группы 2 Э-триггеров сигнал "1", а на управляющий вход соответствующего элемента И-НЕ 7 из группы яп элементов подан с выхода соответствующего Э-триггера 40 второй группы 3 Э-триггеров сигнал "О". Если х-й разряд 1-го коньюнктивного терма имеет инверсное значение переменной , то на управляющий вход соответствующего элемента И 6 подан 4 Б Г выхода соответствуницего Э-триггера первой группы 2 Э-триггеров сигнал "О", а на управлякщий вход соответствующего элемента И-НЕ 7 подан с выхода соответствующего Э-триггера БО второй группы 3 Э"триггеров сигнал И 11 Если 1.-й разряд 1-го коньюнктивного терма имеет безразличное значе" ние переменной, то на управлякщие входы соответствующих элементов И 6 и И-НЕ 7 поданы с выходов соответствующихЭ-триггеров первой 2 и втоФормула изобретения Программируемое логическое устройство, содержащее я п-входовых элементов И (п - количество информаЪ ционных входов устройства. 1 48.2 ) С элементов ИЛИ (й, - количество информационных выходов устройства), первую, вторую и третью группы Э-триг геров, первую группу элементов И с тремя состояниями выхода группу элементов И-НЕ с тремя со: "яниями выхода, 8 двухвходовых элементов И, счетчик и дешиФратор, причем1444892Составитель А,ДерюгинТехред М.Ходанич Корректор Г.Решетник Редактор И.Рыбченко Заказ 6511/54 Тираж 590ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 В-входы +(1-1) п 1-х В-триггеров первой и второй групп, первые входы соответствующих элементов И с тремя состояниями выхода первой группы и первые входы элементов И-НЕ с тремя состояниями ьыхода (1 ( 1и;1 й 1 й я) являются ь-м информационным входом устройства, выходы В-триггеров первой группы соединены с вторыми входами соответствующих элеменЪтов И с тремя состояниями выхода первой группы, а выходы В-триггеров второй группы - с вторыми входами соответствующих элементов И-НЕ с тремя состояниями выхода, выходы которых соединены с выходами соответствуницих элементов И с тремя состояниями выхода первой группы, С-входы 1(М)п+-х В-триггеров первой группы соединены с Е-м неетным выходом дешифратора, а С-входы одноименных В-триггеров второй группы с 1-м четным выходом дешифратора, выходы Г(1-1) и+-х элементов И с тремя состояниями выхода первой группы соединены с входами Е-го п-входов ого элемента И, выход которого соединен с первыми входами 11 с+(3-1)Д-х двухвходовых элементов И (1 3 й й), вторые входы которых соединены с выходами соответствукщих Р-триггеров третьей группы, а выходы - с К-м входом 3-х элементов ИЛИ, информационные выходы счетчика соединены с входами дешифратора, а счетный вход счетчика является тактовым входом устройства, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия устройства в режиме записи, в него введены первый, второй и третий КЯ.-триггеры, дополнительный элемент. ИЛИи вторая группа элементов И с тремясостояниями выхода, первые входы которых соединены с выходами соответ ствующих элементов ИЛИ, а вторые входы - с инверсным выходом третьегоВЯ-триггера, Б-вход которого соеди-.нен с нулевым выходом дешифратораа К-вход - с выходом дополнительного 1 Б элемента ИЛИ, выход 3-го элементаИ с тремя состояниями выхода второйгруппы соединен с В-входами 1 с+(31) р 1-х В-триггеров третьей группы иявляется соответствующим информаци онным выходом устройства, р-й выходдешифратора (1 ря) соединен сС-входами 1(р)й+Я-х В-триггеровтретьей группы 8-входы первого ивторого КЯ-триггеров соединены соот ветственно с е-м выходом дешифратора и с выходом переполнения счетчика, выход первого КЯ-триггера является выходом индикации программирования элементов ИЛИ устройства, вы" 30 ход второго КЯ-триггера соединен спервым входом дополнительного элемента ИЛИ и является выходом индикации программирования элементов И устройства, К-входы В- и В 5-триггерови второй вход дополнительного элемента ИЛИ являются входом сброса устройства.