« poprzedni punkt | następny punkt » |
Wśród produkowanych układów programowalnych są układy o różnej złożoności. Stosowane są również różne nazwy. Proste układy o niewielkiej złożoności zawierają najczęściej zestawy bramek iloczynów, sum i przerzutników. Spotykane nazwy to PAL (Programmable Array Logic), PLA (Programmable Logic Array), PLD (Programmable Logic Devices), GAL (Generic Array Logic). Nazwy te są związane albo z określona architekturą wewnętrzną układu programowalnego albo są to nazwy firmowe. Dalej omówimy przykładowy układ z tej grupy układów, a mianowicie układ GAL16V8.
Na rysunku XII.7 pokazano symbol logiczny układu GAL16V8. (Zaznaczono tylko końcówki z sygnałami informacyjnymi). Oznaczenia zaczynające się od jednej litery I odnoszą się do wejść układu, oznaczenia zaczynające się od litery O odnoszą się do wyjść układu a oznaczenia zaczynające się od liter IO odnoszą się do końcówek układu, które mogą pełnić funkcję wejścia lub wyjścia.
Rys. XII.7. Symbol logiczny układu GAL16V8C
Zawarte w nazwie układu oznaczenie 16V8 informuje o tym, że korzystając z układu można mieć do dyspozycji do 16 wejść i do 8 wyjść. Biorąc pod uwagę dostępny zestaw końcówek układu pokazany na rysunku XII.7 można zauważyć, że łączna liczba jednocześnie wykorzystywanych wejść i wyjść nie może przekroczyć 18. Litera V informuje, że aktywny poziom sygnału wyjściowego może być zmienny (niski albo wysoki). Układ GAL16V8 może być zaprogramowany do pracy w różnych konfiguracjach. Najczęściej wykorzystywane są konfiguracje: kombinacyjna oznaczana jako 16V8C oraz rejestrowa oznaczana jako 16V8R.
Wewnętrzna struktura układu GAL16V8C zawiera 8 identycznych sekcji. Na rysunku XII.8 pokazano jedną z tych sekcji.
Rys. XII.8. Jedna sekcja układu GAL16V8C
Sekcja umożliwia realizowanie funkcji sumy iloczynów. Połączenia między wyjściami siedmiu iloczynów a wejściami sumy są stałe i nie podlegają programowaniu. Można natomiast programować połączenia do wejść poszczególnych iloczynów. Do każdego iloczynu można dołączyć do 16 sygnałów lub ich negacji (linie poziome 8-15 na rysunku XII.8). Sygnały wejściowe i ich negacje są dostępne na 32 ścieżkach (pionowe ścieżki 0 - 31 na rysunku XII.8). Zauważmy, że każdy sygnał przychodzący z zewnątrz (na przykład I3) jest od razu negowany. Zapewniają to układy związane z poszczególnymi wejściami (na przykład układ I3), które przekazują do wnętrza struktury sygnały wyjściowe zarówno w postaci zwykłej jak i zanegowanej.
Wyjście z układu sumy może być negowane lub nie, zależnie od tego czy programowalne wejście bramki XOR nie jest połączone z masą (jedynka logiczna) czy jest połączone z masą (zero logiczne). (Pamiętamy, że przy zerze logicznym na jednym z wejść bramki XOR, na wyjściu bramki pojawia się ta sama wartość logiczna jaka jest na drugim wejściu bramki, a przy jedynce logicznej na jednym z wejść bramki XOR na wyjściu bramki pojawia się zanegowana wartość logiczna w stosunku do tej jaka jest na drugim wejściu bramki.) Sygnał wyjściowy z bramki XOR jest przekazywany na końcówkę wyjściową (IO2) poprzez bramkę trójstanową. Bramka trójstanowa jest sterowana sygnałem z ósmego iloczynu znajdującego się w sekcji. Przy zamkniętej bramce trójstanowej końcówka IO2 pełni rolę końcówki wejściowej, a przy otwartej bramce trójstanowej rolę końcówki wyjściowej, przy czym sygnał wyjściowy jest równocześnie sygnałem wejściowym dla układu GAL 16V8R dzięki czemu możliwe jest realizowanie układów sekwencyjnych.
W konfiguracji rejestrowej układu GAL 16V8R w sekcji dostępny jest dodatkowo przerzutnik. Schemat części logicznej sekcji pokazano na rysunku XII.9. W tej konfiguracji do zapisywania informacji do przerzutnika wykorzystywany jest ogólny sygnał CLK dostarczany z zewnątrz i doprowadzany do wejść zegarowych przerzutników we wszystkich sekcjach układu. Wyjściowa bramka trójstanowa jest sterowana ogólnym sygnałem OE dostarczanym z zewnątrz. Stąd "zwolniona" ósma bramka jest wykorzystywana jako dodatkowa bramka dołączona do wejścia bramki sumy.
Rys. XII.9. Część logiczna układu GAL16V8R
Zauważmy, że tym razem do wnętrza układu zwrotnie podawany jest sygnał z wyjścia zanegowanego przerzutnika oraz, że końcówka wyjściowa sekcji nie może pełnić funkcji końcówki wejściowej. Stąd, w konfiguracji rejestrowej, układ GAL16V8R ma dostępnych 8 wejść zewnętrznych (plus 8 wejść z wyjść przerzutników) i 8 wyjść zewnętrznych (plus wejścia CLK i OE). Na rysunku XII.10 pokazano symbol graficzny układu GAL16V8R.
Rys. XII.10. Symbol graficzny układu GAL16V8R
Obok układów GAL16V8 produkowane są układy o większej liczbie wejść i wyjść (GAL20V8, GAL22V10). Podobne układy produkowane są przez różnych producentów.
« poprzedni punkt | następny punkt » |