Некоторые интегральные микросхемы ПЛМ (PLA), ПМЛ (PAL)

Микросхемы ПЛМ с двумя программируемыми матрицами “И” и “ИЛИ” имеются в составе серии 556 – это микросхемы 556РТ1 (с открытым коллектором) и 556РТ2 (с тремя состояниями выходов). Основные функциональные характеристики этих микросхем: • количество аргументов s=16; • количество реализуемых функций t=8; • количество реализуемых коньюнкций (термов) q=48. • Благодаря возможности программировать обе матрицы, любая из 48 реализуемых коньюнкций данной ПЛМ(16*8*48)может быть подключена к любой их 8 выходных функций.

Микросхемы PAL с одной программируемой матрицей “И” имеются, например, в составе серии 1556: 1556 ХЛ8, 1556 ХП4, 1556 ХП6, 1556 ХП8 (аналоги фирмы AMD: PAL16L8, PAL16R4, PAL16R6, PAL16R8 соответственно).

1556 ХЛ 8

1556 ХП 4

Рассмотрим более подробно на структурном уровне две микросхемы PAL: 1556ХЛ8 и 1556ХП4.

1556 ХЛ8

ПМЛ(16*8*56) 1556 ХЛ8состоит из двух уровней: · первый уровень логики образуют конъюнкции входных переменных А₀-А₉, В₀-В₇; · второй уровень - матрица из 8 элементов “ИЛИ”. За каждым элементом “ИЛИ” жестко закреплены 7 конъюнкций из матрицы “И”. Выходные усилители обеспечивают развязку сигналов и третье состояние выходов. Выходы двунаправленные. При использовании их в режиме входов необходимо соответствующие усилители сигналов М₈,М₁₆,…М₄₈перевести в третье состояние. При Мi=1 выходы в рабочем состоянии. Микросхема может работать в режиме хранения, считывания и программирования.

В режиме хранения управляющими сигналами из матрицы “И” выходы усилителей переводятся в третье состояние.

В режиме считывания выходы усилителей сигналами Мi переводятся в рабочее состояние, на выходах появляется информация согласно карте прожигания и адресу установленному на входе.

Режим прожигания или программирования одинаков для всех микросхем рассматриваемой группы (см. ниже).

Микросхемы ПМЛ с обозначением «ХП» или «R» отличаются от ПМЛ с обозначением «ХЛ» или «L» наличием триггерных схем на выходах, у ХП4 их 4, у ХП6 - 6, ХП8 – 8

Например, в ПМЛ(16*8*64) 1556ХП4 (PAL16R4) в отличие от 1556ХЛ8 все 8 выводов двунаправленные и в четырех из восьми выходных каскадах установлены D-триггеры. Упрощенно структура микросхемы может быть представлена следующим образом:

Первый уровень логики образуют конъюнкции входных переменных А₀-А₇, В₁-В₄ и Т₁-Т₄; второй уровень - матрица из 8 элементов “ИЛИ”, из которых четыре элемента 7-входовые и четыре 8-входовые. С учетом прямых и инверсных значений аргументов в матрице “И” 32 входа. Таким образом, она имеет размерность 32х64, как и в ИМС 1556ХЛ8. За элементами “ИЛИ”, подключенными к выходам В_i , жестко закреплены по 7 конъюнкций из матрицы “И”, а за элементами “ИЛИ”, подключенными к D-триггерам, жестко закреплены по 8 конъюнкций. Выходные усилители обеспечивают развязку сигналов и третье состояние выходов. Все выходы считаются двунаправленными. Однако реально двунаправленными являются только выходы В_i . При использовании их в режиме входов необходимо соответствующие усилители перевести в третье состояние сигналами М₀,М₈,М₄₈,М₅₆. Группа выходов Т_i хотя и считается двунаправленными, но может использоваться только в режиме обратной связи с содержимым D-триггеров. Запись в эти триггеры осуществляется по переднему фронту сигнала «С», а управление третьим состоянием выходов – общим сигналом CE.

Режим программирования микросхем серии 1556 однотипный и осуществляется следующим образом: в матрице “И” ПЛМ 32 столбца и 64 строки, столбцы – входные переменные, строки – выходы элементов “И” при этом программируются строки. 32 столбца образованы переменными .

Программирование состоит из двух этапов, на первом этапе программируются строки 0-31, на втором строки 32-63. Программирование происходит при повышении питающего напряжения до уровня 11,5 5V. Для пережигания отдельной перемычки необходимо выбрать соответствующую строку и столбец матрицы.

Требуемый столбец и стока выбираются в соответствии со следующими таблицами:

Таблица 1

Обозначение столбцов матрицы микросхем 1556ХП4 и 1556ХП8.

Таблица 2

Таблица дешифрации столбцов. Таблица 3

Таблица дешифрации строк. Таблица 4

Строки	Состояние вывода
12(19)	13(16)	14(17)	15(18)	16(12)	17(13)	18(14)	19(15)
0(32)	Z	Z	Z	Z	Z	Z	Z	PH
1(33)	Z	Z	Z	PH	Z	Z	Z	PH
2(34)	PH	H	PH	Z	Z	Z	Z	PH
3(35)	PH	H	PH	PH	Z	Z	Z	PH
4(36	Z	PH	Z	Z	Z	Z	Z	PH
	…	…	…	…	…	…	…	…
31(63)	PH	PH	PH	PH	PH	Z	Z	Z

PH – программирующее напряжение,

L – уровень логического нуля,

H – уровень логической единицы,

Z – состояние высокого импеданса.

Требуемый столбец выбирается подключением выводов 2,9 в соответствии с табл.3 и выводов 12…15 и 16…19 в соответствии с табл.4. Пережигание выбранной перемычки происходи при подачи программируемого напряжения на выводы 16…19 для верхней и 12…15 для нижней половины матрицы “И”.

Понижая напряжение питания до 6В контролируют отсутствие перемычки по выводам 16…19 для строк 0-31 и по выводам 12…15 для строк 32-63. При отсутствии перемычки на выходе должно быть напряжение низкого уровня U_L≤ 0,5В. При наличии перемычки процедура программирования повторяется до 10 раз.

Для составления программы прожигания обычно составляют специальные таблицы, один из возможных вариантов такой таблицы приведен ниже.

Строки матрицы «И» (коньюнкции)	Столбцы матрицы «И» (аргументы)	Выходные функции
							…
А₀		А₁		А₂		В₂	…	А₉
								…			М0
								…			В1
								…
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
								…
											М8
											В2

…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…

											М16
											В3

…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…

Вхождение переменной (прямое или инверсное) отмечено в таблице «1», однако реальное программирование (прожигание) перемычек может отличаться. Например, если в коньюнкцию входит прямое значение переменной, то прожигается перемычка инверсного входа, а перемычка прямого входа остается целой и, наоборот, если в коньюнкцию входит инверсное значение переменной, то прожигается перемычка прямого входа, а инверсная остается целой. Обе нетронутые перемычки в этом случае означают выключение элемента «И» из группы, подключаемой к элементу «ИЛИ», т.к. Х &`Х= 0.