Практическая работа специальности 09.02.01.

Практическое занятие № 63, 64

Тема: «Упрощенное изображение схем программируемых

логических матриц»

«Воспроизведение скобочных форм переключательных функций»

Цель: изучить наиболее оптимальный способ проектирования сложных логических функций.

Теория

При построении схем вычислительных устройств часто требуется реализовать различные достаточно сложные логические функции.

Это можно выполнить различными способами:

−             использовать логические микросхемы простейших логических функций ( И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ);

−             использовать ПЗУ;

−             использовать мультиплексоры.

Любое из предложенных решений приводит либо к избыточности получаемой схемы, либо к сложности схемотехнического решения.

Поэтому для подобных применений целесообразно использовать микросхемы, имеющие название «программируемые логические матрицы» (ПЛМ). Их важными преимуществами являются универсальность и возможность программирования на стандартном оборудовании (программаторы ПЗУ).

На рисунке 1а приведена структурная схема иллюстрирующая построение программируемой логической матрицы (ПЛМ). Как видно из рисунка входные переменные инвертируются и подаются на программируемую матрицу схем И в парафазном представлении.

Программируемая матрица представляет собой управляемое (программируемое) соединение горизонтальных и вертикальных линий. Выполненное (запрограммированное) соединение на схеме обозначено крестом. Программироваться могут как матрицы схем И, так и матрицы схем ИЛИ.

Такая схема обладает большей гибкостью чем ППЗУ и мультиплексоры и обеспечивает выполнение функции с использованием меньшего количества элементов.

Рассмотрим, как функционирует программируемая логическая матрица, при этом учтем принятые обозначения при построении схемы, показанные на рисунке 1б.

Рисунок 1 -  Структурная схема ПЛМ

С помощью ПЛМ можно воспроизводить не только дизъюнктивные нормальные формы переключательных функций, но и скобочные формы. В этом случае сначала получают выражения в скобках, а затем они рассматриваются как аргументы для получения окончательного результата. В схеме появляются обратные связи — промежуточные результаты с выхода вновь подаются на входы, логическая глубина схемы увеличивается, задержка вы­работки результата растет. Пусть, например, требуется получить функцию:

Для этого следует применить включение ПЛМ по схеме (рисунок 2).

Рисунок 2 - Схема включения ПЛМ при воспроизведении скобочных форм переключательных функций

Ход работы

1. Учитывая запрограммированные соединения (рисунок 1а), составить выражения для каждой выходной функции, например,

2. Спроектировать ПЛМ по следующим выходным функциям:

Контрольные вопросы

1. Что такое ПЛМ.

2. Принцип работы ПЛМ

3. Метод изготовления ПЛМ.

Скачано с www.znanio.ru