Программируемые логические матрицы

Постоянные запоминающие устройства.

Контроль четности

Цифровые компараторы.

Арифметические устройства

Цифровые устройства на ЛЭ

На логических элементах разрабатываются различные цифровые устройства, применяемые в аппаратуре самого различного применения. Основными из них являются:

Сумматоры, вычитающие устройства, перемножители и др.

Особенность арифметических устройств состоит в том, что сигналам приписываются не логические, а арифметические значения 1 и 0 и действия над ними подчиняются законам двоичной арифметики. Для описания их работы также удобно пользоваться таблицами истинности.

Цифровые компараторы (от compare - сравнивать) выполняют сравнение двух чисел, заданных в двоичном (двоично-десятичном) коде.

Простейшие компараторы формируют на выходе однобитовый сигнал равенства – “1” или неравенства - “0” двух чисел. Более сложные компараторы в случае неравенства определяют, которое из чисел больше.

На передаваемые по линии связи или хранимые в памяти данные воздействуют различные помехи, которые могут исказить эти данные. Простейшим способом удостовериться, что данные искажены ошибкой, служит введение контроля по четности (parity check). В его основе лежит операция сложения по модулю 2 всех двоичных разрядов контролируемого слова. Если число единиц в слове четное, то сумма по модулю 2 его разрядов будет “0”, если нечетное то “1”. Признаком четности называют инверсию этой суммы.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) применяются для хранения неизменных программ и таблиц данных. Международное обозначение ПЗУ - ROM (R ead O nly M emory) - память только для считывания.

При массовом выпуске систем ПЗУ для них целесообразно програмировать в процессе их изготовления. Это так называемые “масочные” ПЗУ. Для применения в разрабатываемых системах и малосерийном производстве более удобны программируемые ПЗУ (ППЗУ), информацию в которые заносит сам пользователь с помощью специального устройства - программатора.

Одно из интересных применений ПЗУ - реализация произвольных логических функций. Для этого входные переменные подаются на адресные входы, а в соответствующие ячейки ПЗУ записываются значения функций. Так на ПЗУ с организацией 2K*8 можно реализовать восемь функций от десяти и менее аргументов, причем не требуется минимизировать функции. Сводная таблица истинности заданных функций и является картой заполнения ПЗУ.

ПЛМ имеет n входов, k элементов “И”, каждый из которых имеет 2n входов, которыми он связан с линиями входных сигналов и их инверсий. В линии связи включены специальные перемычки, которые можно выборочно разрушать (“пережигать”). Таким образом могут быть получены k конъюнкций входных переменных или их инверсий. Каждая конъюнкция может быть подана на входы m элементов “ИЛИ”, выходы которых подключены к управляемым инверторам, т. е. элементам, которые, по желанию пользователя, могут или инвертировать входной сигнал, или повторять его. Выходы этих элементов являются выходами самой ПЛМ. Элементы “ИЛИ”, так же имеют на входах выжигаемые перемычки.