Модернизация схем ПЛМ и ПМЛ

Схемы с программируемым выходным буфером.

Рассмотренные схемы ПЛМ и ПМЛ являются базовыми. Для расширения их функциональных возможностей применяют некоторые схемные усовершенствования. К одним из них относят использование программируемых выходных буферов. Такие буферы обеспечивают возможность получения выходных функций не только в прямом, но и в инверсном виде.

В такой схеме (рис. 4.32) разработанные матрицами функции F … /^проходят через выходной буфер, имеющий два входа. На первый вход поступают функции F*, а на второй — нулевые сигналы от потенциала корпуса через плавкие перемычки (ПП). Буфер реализует функцию «сумма по модулю 2», поэтому, если перемычка цела, то сигнал с верхнего входа передается без изменения, т. е. F- = F_: . Если перемычку пережечь, то на нижнем входе будет сигнал лог. 1 от источника питания через резистор R. Складываясь по модулю 2 с единицей, функции F* инвертируются. Следовательно, в линиях с целыми перемычками функции проходят через буфер неизменными, а в линиях с отсутствующими перемычками — инвертируются. Программируемый буфер дает дополнительные возможности для минимизации числа переменных в реализуемой системе логических функций.

Рис. 4.32. Схема ПЛМ с программируемыми выходными буферами.

Пример 4.14

Пусть с помощью ПЛМ нужно воспроизвести систему из двух функций, представленных картами Карно (рис. 4.33).

Рис. 4.33. Карты Карно для примера воспроизведения функции в ПЛМ с программируемым выходным буфером

Решение. Чтобы охватить все «1» функции F, контурами понадобится четыре контура, отмеченные на рис. 4.33, а римскими цифрами /, II, III и IV. Им соответствуют следующие термы:

Для охвата всех «1» функции F₂ потребуются контуры V, VI и VII (рис. 4.33, 6), которым соответствуют другие три терма:

Таким образом, для реализации двух функций с помощью ПЛМ понадобится семь различных термов. При инвертировании функции единицы занимают в карте Карно те позиции, которые были нулями, и наоборот. Как это видно из сравнения карт Карно функций F₂ и F₂ (рис. 4.33, 6 и в), количество единиц и охватывающих их контуров при этом не изменилось. Но контуры на карте функции теперь совпадают с контурами для функции F_t (см. рис. 4.33, а, в). Таким образом, термы, полученные для функции F_v могут быть использованы для реализации функции F₂ и общее число термов, необходимых для реализации двух функций, сокращается с семи до четырех. Возврат от функции F₂ к функции F₂ осуществляется пережиганием перемычки в линии выхода.

Схемы с памятью.

Для построения цифрового автомата необходима не только комбинационная часть, обеспечивающая вычисление логических функций, но и элементы памяти для хранения состояния автомата. Развитием схем ПЛМ стали схемы, в которых кроме средств матричной логики содержатся элементы памяти — триггеры или целые регистры. Кроме трех обычных параметров — числа входов, выходов и термов — эти схемы характеризуются числом триггеров или разрядностью регистра. Схема ПЛМ с памятью соответствует структуре цифрового автомата с памятью (рис. 4.34). Регистр обеспечивает хранение состояний автомата Q. Общее число внутренних состояний автомата определяется числом регистров. Данный цифровой автомат — синхронный, так как сигналы с выходов регистров на входы ПЛМ подаются только с приходом тактовых сигналов (ТС).

Рис. 4.34. Структура ПЛМ с памятью