Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Программируемые логические матрицы. Схема и принцип действия

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 28Следующая ⇒


 

Рис. 11.24

Для построения логических устройств может быть использован универсальный элемент называемый ПЛМ. Такая микросхема может выполнять десятки конъюнкций и дизъюнкций. Её программируют на выполнение любой логической функции определённой сложности. В выпускаемых ПЛМ число входов может достигать – 24, число выходов – 16, число цепей конъюнкций и дизъюнкций 96. ПЛМ широко используют в выпуске БИС. Структура ПЛМ приведена на рис. 11.24.Цепи входных переменных x1, x2 и так далее и их инверсий , составляют горизонтальные цепи матрицы М1, вертикальными цепями которой служат цепи конъюнкции.

Вторую матрицу М2 образуют цепи конъюнкции с горизонтальными цепями выходов. В узлах матрицы М1 заключены элементы – диоды, с помощью которых на цепях конъюнкции могут формироваться любые требуемые конъюнкции входных переменных. В узлах матрицы М2 включены транзисторы, позволяющие формировать на выходных цепях любые требуемые дизъюнкции функций, полученных на цепях конъюнкции.

ПЛМ – это универсальная МС, которая позволяет формировать разные функции. В процессе программирования ПЛМ в узлах матриц М1 и М2 производят подключение элементов, которые необходимы для реализации требуемых выходных логических функций y1, y2 и т.д. Матрица М1 содержит горизонтальные цепи, на которых действуют входные переменные x1 x2 x3. В отдельных узлах матрицы М1 включены диоды, открывающиеся логическим нулем, а в узлах матрицы М2 включены транзисторы, включающиеся единицей.

 

 

Полупроводниковые ЗУ.

11.9.1. Классификация и параметры запоминающих устройств

 

Для хранения небольших массивов кодовых слов могут использоваться регистры, но уже при необходимости хранить десятки слов применение регистров приводит к неоправданно большим аппаратурным затратам. Для хранения больших массивов слов строят ЗУ с использованием специальных микросхем в каждой из которых может храниться информация объемом в 1000 битов. По выполняемым функциям различают следующие типы ЗУ:

– оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

– постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

– перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).

Режимы работы ОЗУ:

· режим хранения при отсутствии обращения к ОЗУ;

· режим чтения хранимых слов;

· режим записи новых слов.

Режимы работы ПЗУ:

– режим хранения;

– режим чтения с высоким быстродействием, режим записи не предусматривается.

Режимы работы ППЗУ:

– режим записи;

– режим хранения;

– режим чтения.

В отличие от ОЗУ, запись информации требует отключения ППЗУ от цифрового устройства и производится с использование специальных, предназначенных для записи устройств – программаторов и занимает длительное время – десятки минут.

 

 

11.9.2. Применение ЗУ

 

ОЗУ используются для хранения данных (исходных, промежуточных и конечных результатов обработки данных) и программ.

ПЗУ используются для хранения программ в специализированных цифровых устройствах, которые, функционируя длительное время, многократно выполняют действия по одному и тому же алгоритму при различных исходных данных.

ППЗУ дороже, чем ПЗУ, и их применяют в процессе отладки программы, после чего их можно заменить дешёвыми ПЗУ.

 

 

11.9.3. Параметры ЗУ

 

Основные параметры ЗУ:

– число ячеек N;

– ёмкость;

– быстродействие.

Быстродействие ЗУ характеризуется двумя параметрами:

1. Время выборки tв– представляет собой интервал времени между моментом подачи сигнала выборки и появлением данных на выходе.

2. Цикл записи tцз – определяет минимально допустимое время между моментом подачи сигнала выборки при записи и моментом, когда допустимо последующее обращение к памяти.

ЗУ строятся из набора однотипных микросхем с определённым их соединением. Каждая микросхема ЗУ, кроме времени обращения и ёмкости, характеризуется:

· потребляемой мощностью;

· питающим напряжением;

· типом корпуса (число выводов).

В ОЗУ (рис. 11.25) информация хранится в накопителе, он представляет собой матрицу, состоящую из элементов памяти (ЭП), расположенных вдоль строк и столбцов. Элемент памяти снабжён управляющими цепями для установки элемента в одном из трёх режимов:

1. Режим хранения, в котором он отключается от входа и выхода микросхемы.

2. Режим чтения, в котором содержащаяся в нём информация выдаётся на выход микросхемы.

Рис. 11.25

3. Режим записи, в котором в элемент памяти записывается новая поступающая со входа микросхемы информация.

Каждому ЭП (рис. 11.26) приписан номер, называемый адресом элемента. Для поиска требуемого ЭП указывается строка и столбец, соответствующие положению элемента памяти в накопителе. Адрес элемента памяти в виде двоичного числа принимается по шине адреса в регистр адреса. Число разрядов адреса связано с ёмкостью накопителя. Если число строк записать в виде


Рис. 11.26


Разряды регистра адреса делятся на 2 группы.

Первая группа из n1 разрядов определяет двоичный номер строки, в которой в накопителе расположен элемент памяти, другая группа из n2 разрядов представляет собой двоичный номер столбца, в котором расположен выбираемый ЭП (рис. 11.26). Каждая группа разряда адреса подаётся на соответствующий дешифратор: дешифратор строк и дешифратор столбцов, при этом каждый из дешифраторов создаёт на одной из своих выходных цепей уровень логическая единица (на остальных выходах дешифратора устанавливается уровень 0) и выбранный элемент памяти оказывается под воздействием одновременно по цепям строки и столбца под воздействием уровня 1. При чтении содержимое элемента памяти выдаётся на усилитель чтения и с него на выходной триггер Т и выход микросхемы. Режим записи устанавливается подачей сигнала на вход разрешения записи РЗ. При уровне 0 на входе РЗ открывается усилитель записи и бит информации со входа данных поступает в выбранный элемент памяти и запоминается в нём. Указанные процессы (чт и зап) происходят, если на входе выбора кристалла (Вк) действует уровень 0. При уровне 1 на этом входе на всех выходах дешифратора устанавливается уровень 0 и ЗУ оказывается в режиме хранения.

ПЗУ состоит из ячеек, обратившись к которым можно вывести их содержимое. Отличие от ОЗУ заключается в том, что информация в ячейке записывается однократно, после чего в процессе эксплуатации используется лишь режим чтения. По способу занесения информации ПЗУ делятся на два вида:

1. ПЗУ, программируемые маской на предприятии изготовителе. Информация заносится в процессе изготовления микросхем с помощью соответствующего фотошаблона. Такой способ записи пригоден в тех случаях, когда производится выпуск крупной партии ПЗУ с одной и той же записанной на них информацией

2. ПЗУ, программируемые пользователем, в которых запись информации производится пользователем с помощью специальных устройств – программаторов. Программатор выдаёт в микросхему соответствующее напряжение для записи информации, набираемой на клавиатуре, либо предварительно нанесённой путём пробивок на перфоленту. Этими напряжениям осуществляется прожигания плавких перемычек в элементах памяти. Однажды записанная в ПЗУ информация в дальнейшем не может быть изменена. При необходимости изменить содержимое ПЗУ микросхемы с ранее записанной информацией заменяются новыми, в которые записываются новые данные.

Матрица накопитель состоит из элементов памяти, образующих строки и столбцы, но в отличие от ОЗУ при считывании из накопителя выдаётся содержимое целого столбца ЭП. Такой столбец содержит несколько слов. С помощью селектора из столбца выделяется и передаётся на выход требуемое слово.

Перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ) обладают всеми достоинствами ПЗУ, хранят записанную в них информацию неопределенно долго и при отключении питания. В то же время они допускают стирание записанной информации и запись новой информации.

 

 

Контрольные вопросы

1. Определите функциональные возможности мультивибратора на логических ИМС. Опишите временные диаграммы его работы.

2. Определите функциональные возможности одновибратора на логических ИМС. Опишите временные диаграммы его работы.

3. Определите функциональные возможности дешифратора-демультиплексора.

4. Определите назначение и основные технические характеристики цифровых интегральных мультиплексоров.

5. Определите назначение и основные технические характеристики аналоговых интегральных мультиплексоров.

6. Опишите способы наращивания мультиплексоров.

7. Опишите способ наращивания мультиплексоров с помощью мультиплексорного дерева.

8. Определите функциональные возможности сумматора по модулю два.

9. Определите функциональные возможности полусумматора.

10. Определите функциональные возможности полного сумматора.

11. Определите функциональные возможности сумматора последовательного действия.

12. Определите функциональные возможности сумматора параллельного действия.

13. Определите функциональные возможности накапливающего сумматора.

14. Определите функциональные возможности цифрового компаратора.

15. Определите функциональные возможности программируемых логических матриц.

16. Дайте классификацию и определите режимы запоминающих устройств.

17. Приведите основные параметры запоминающих устройств.

 


⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒
Поделиться:



Популярное:

  1. AT : химич. Природа, строение, свойства, механизм специфического взаимодействия с АГ
  2. CОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИНТЕРНЕТ-ЗАВИСИМОСТИ
  3. E) действия непреодолимой силы
  4. II группа действий. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
  5. II. ДЕЙСТВИЯ ПО ТУШЕНИЮ ПОЖАРОВ
  6. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных служащих
  7. II. ПРИНЦИПЫ АНТИМОНОПОЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ
  8. II.2. Гравитационные взаимодействия тела
  9. III. Две воли и два действия
  10. III. Жизнь в соответствии с принципами Нагорной проповеди
  11. III.2. Мифологические существа
  12. IV. Действия в аварийных ситуациях

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-26; Просмотров: 1655; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.027 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь