Программируемые логические матрицы.
ПЛМ – строится по схеме дешифратор – шифратор. Причем в них предусмотрена возможность перестройки на уровне дешифратора (изменение числа сомножителей в конъюнкции).
Структурная схема ПЛМ состоит из выходных и входных буферных каскадов; n матрицы элементов И и матрицы элементов ИЛИ.
Входные
буферы разгружают входные цепи и
преобразуют однофазные входные сигналы
в парафазные
.
Выходные буферы обеспечивают необходимую нагрузочную способность ПЛМ и стробируют ее с помощью входа выборки кристалла ВК, сигнал на котором либо разрешает работу ПЛМ, либо переводит выходы в состояние отключено.
Если анализировать любую логическую функцию, то можно отметить, что для построения для нее структурной формулы необходимы следующие элементы:
а) Элемент, реализующий операцию дизъюнкции (сложения).
б) Элемент, реализующий операцию конъюнкции (умножения).
в) Элемент, который в зависимости от команды управления осуществляет инверсию переменной.
г) Элемент, который управлял бы числом аргументов в конъюнкции.
д) Элемент, который управлял бы числом аргументов в дизъюнкции.
Рассмотрим на примере реализацию этих элементов структурной схемы:
Пусть имеем логическую неравнозначность
НЕ 
,
если
Реализация изменения числа сомножителей в конъюнкции может быть осуществлена с помощью двухвходовых ИЛИ:
Реализация изменения числа слагаемых в дизъюнкции может быть осуществлена с помощью двухвходовых элементов И:
Тогда в соответствии со структурной схемой ПЛМ имеем:
Примером ПЛМ может служить БИС К556РТ1.
Возможно ПЛМ характеризуются тремя числами m, q, t.
m – число входных элементов.
q – число конъюнкций.
t – число логических функций.
Программирование ПЛМ состоит в устранение электрическим или масочным способом элементов связи в узлах двух матриц И и ИЛИ.
И матрица содержит q – m входовых элементов И, каждый вход которых может быть соединен со входными цепями с помощью плавких перемычек. Это дает возможность сформировать в И матрице q – элементарных произведений с числом букв не превышающих m.
В свою очередь, ИЛИ – матрица содержит t – q – входовых элементов ИЛИ, что позволяет формировать дизъюнкции, не более чем по q любых произведений, полученных с помощью матрицы И.
Программируемые логические матрицы – микросхемы содержащие большое количество вентилей, которые можно соединять между собой таким образом, чтобы они выполняли требуемые логические функции. ПЛМ – могут быть масочно-программируемые током.
Программирование первых производится при изготовлении в соответствии с требованиями пользователя.
Вторые программируемые пользователем путем выключения внутренних связей, существующими между вентилями исходной матрицы.
Матрицы И и матрицы ИЛИ проще всего реализовать на диодных схемах:
Если А = 0, VВЫХ = 0. Достаточно одного нуля на выходе и сигнал на выходе не зависит от остальных сигналов на входе.
Если А = 1, VВЫХ = 1. Достаточно одной 1 на входе и сигнал на выходе не зависит от остальных сигналов на входе. В соответствии с числовой характеристикой ПЛМ мы имеем m входных линий и q элементов И.
Точка представляет собой соединение с шиной выхода с помощью вентиля.
Проволока пережигается, если конъюнкция не нужна.
Сравнивая различные типы универсальных логических элементов можно отметить: основные отличия между ними заключаются в том, что
- В ПЛМ программируется как матрица И так и матрица ИЛИ
- В ПМЛ программируется только как матрица И (ИЛИ не программируется)
- В ПЗУ наоборот программируется матрица ИЛИ, а в качестве матрицы И используется полные дешифратор стоящий на входе.
Наращиваемость ПЛМ по числу переменных на входе достигается за счет каскадного включения ПЛМ:
