Программируемый логический модуль

 

Изобретение относится к устройствам реализации управляемых логических функций. Может быть использовано в вычислительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей предложенного логического модуля, достигается за счет реализации им большого чис.ла логических функций. Программируемый логический модуль вьтолнен на полевых транзисторах 1-70, содержит входные шины 71-81 и две шины питания 82 и 83, Для достижения поставленной цели в ненего были введено пять входных шин и пятьдесят восемь полевых транзисторов . 1 ил. (Л to 00 со го 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.,SU„„1233274 (51) 4 H 03 К 19/094

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

77

71

82

78

7Ч

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3712056/24-21 (22) 19.03.84 (46) 23.05.86. Бкл. Р 19 (72) В.Л. Смирнов, А.В. Пархоменко, В.А.! !ищенко,С.H Èçîòîâ и Л.Б.Авгуль (53) 681.325.65(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 657432, кл. С 06 F 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 993479, кл, И 03 К 19/23, 1981. (54) ПРОГРАММ!П УЕМЬП! ЛОГИЧЕСКИ!! МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к устройствам реализации управляемых логических функций. Может быть использовано в вычислительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей предложенного логического модуля, достигается за счет реализации им большого числа логических функций. Программируемый логический модуль выполнен на полевых транзисторах 1-70, содержит входные шины 71-81 и две шины питания 82 и 83.

Для достижения поставленной цели в ненего были введено пять входных шин и пятьдесят восемь полевых транзисторов. 1 ил.

12 11,) () ) 1

Изобретение <)т)<осптс

Цель изобретения — расширение

5 функциональных возм<)жнос.. ей программируемого логического модуля за счет реализации большего числа логических функций, На чертеже показана структурная 1О схема программируемого логического модуля, Программируемый логический модуль содержит семьдесят полевых транзисторов 1-70, одиннадцать входных шин

71 — 81 и две шины 82 и 83 питания, первая входная шина 71 соединена с затворами первого 1 и второго 2 поле— вых транзисторов, истоки которых соединены с первой шиной 82 питания, .<О сток первого полевого транзистора 1 соединен с истоком третьего полевого транзистора 3, сток второго полевого транзистора 2 соединен с истоком четвертого полевого транзистора 4, 25 вторая входная шина 72 соединена с затвором пятого полевого транзистора

5, исток и сток которого соединены соответственно с первой шиной 82 питания и истоком шестого полевого транзистора 6, затвор которого соединен с третьей входной шиной 73, четвертая входная шина 74 соединена с затворами седьмого 7 и восьмого 8 полевых транзисторов пятая входная шина 75

Ф

35 соединена с затворами девятого 9 и десятого 10 полевых транзисторов, шестая входная шина 76 соединена с затворами одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 полевых транзисторов,седь— мая входная шина 77 соединена с зат40 вором тринадцатого полевого транзистора 13, исток которого соединен со стоком четырнадцатого полевого транзистора 14 и первой шиной 82 питания, 4() которая соединена со стоками третьего 3, четвсртого 4, пятнадцатого 15, восьмого 8, десятого 10, двенадцатого 12, шестого 6, шестнадцатого 16, семнадцатого 17, восемьнадцатого 18 и девятнадцатого 19 полевых транзисторов, а также с истоками седьмого

7, девятого 9, одиннадцатого 11, двадцатого 20, двадцать первого 21, двадцать второго 22, двадцать третьего

23, двадцать четвертого 24, двадцать

55 пятого 25, двадцать шестого 26, двад-цать седьмого 27, двадцать носьмс го

28 и двадцать девят<)го 29 «)чевьгх

3 ар,<)::<и< т<)1) )ь, I), ()ра)< пина 83 питания соепипеиа < í <(J< «èè и затворами тридцаток< !0, Tрицпа <ь первого 31, < j) <

37, гридцать восьмого 38, тридцать девятого 30, сорокового 40, сорок первого 41, сорок второго 42, сорок третьего 43, сорок четвертого 44, сорок пята< о 45, сорок шестого 46, сорок седьмого 47, сорок. восьмого 48, сорок девятого 49, пятидесятого 50 полевых транзисторов, первая шина 82 питания соединена также с истоками пятьдесят первого 51, пятьдесят второго 52, пятьдесят третьего 53 и пятьдесят четвертого полевых транзисторов и стоками пятьдесят пятого 55 и пятьдесят шестого 56 полевых транзисторов, сток пятого полевого транзистора 5 соединен со стоком тридцатого .30 и затворами двадцать второго 22 и пятьдесят седьмого 57 полевых транзисторов, сток пятьдесят седьмого полевого транзистора 57 соединен с истоком тридцать седьмого 37 и затвором пятьдесят восьмого 58 полевых транзисторов, исток пятьдесят седьмого полевого транзистора 57 соединен со стоком двадцать третьего полевого транзис— тора 23., затвор которого соединен с восьмой 78 входной шиной, которая соединена с затвором шестнадцатого поле— вого транзистора 16, исток которого соединен со стоком двадцать второго полевого транзистора 22 и истоком пятьдесят восьмого полевого транзистора 58, сток которого соединен с истоком тридцать восьмого 38 и затвором третьего 3 полевых транзисторов, исток третьего полевого транзистора 3 соединен со стоком тридцать пятого полевого транзистора 35 и затворами двадцатого 20 и пятьдесят девятого 59 полевых транзисторов, сток пятьдесят девятого 59 полевого транзистора соединен с истоком сорок пятого 45 и затворами шестидесятого 60 полевых транзисторов, исток пятьдесят девятого полевого транзистора 59 соединен со стоком двадцать первого полевого транзистора 21, затвор которого соединен с затвором пятнадцатого 15, истоком сорокового 40 и стоком шестьдесят первого 61 полевого транзисто ра, исток шестидесятого полевого

1233274

10 !

35

5с транзистора б0 соединен с и током пятнадцатого 15 и стоком двадцатого

20 полевых транзисторов, сток шестидесятого 60 полевого транзистора соединен с истоком сорок шестого 46 и затвором четырнадцатого 14 полевых транзисторов, исток четырнадцатого полевого транзистора 14 соединен со стоком тринадцатого 13 и стоком тридцать шестого 36 полевых транзисто— ров, а также с затворами пятьдесят четвертого 54 и шестьдесят второго 62 полевых транзисторов, сток шестьдесят второго полевого транзистора 62 соединен с истоком сорок девятого 49 и затвором шестьдесят третьего 63 полевого транзистора, исток шестьдесят второго 62 полевого транзистора соединен со стоком пятьдесят третьего полевого транзистора 53, затвор которого соединен с затвором пятьдесят шес.того 56, истоком сорок восьмого 48 и стоком шестьдесят четвертого 64 полевых транзисторов, исток пятьдесят шестого полевого транзистора 56 соединен со стоком пятьдесят четвертого полевого транзистора 54 и истоком шестьдесят третьего поле— вого транзистора 63, сток которого соединен с истоком пятидесятого полевого транзистора 50 и является выходом 84 программируемого логичес— кого модуля, исток шестьдесят четвертого 64 полевого транзистора соединен с истоком пятьдесят пятого и стоком пятьдесят второго 52 полевых транзисторов, затвор пятьдесят пятого полевого транзистора 55 соединен с затвором пятьдесят первого 51, исто— ком сорок четвертого 44 и стоком шестьдесят пятого 65 полевых транзисторов, сток пятьдесят первого полевого транзистора 51 соединен с истоком шестьдесят шестого полевого транзистора 66, сток которого соединеч с затнором шестьдесят четвертого 64 и истоком сорок седьмого 47 полевых транзисторов, затвор шестдесят шестого полевого транзистора

66 соединен с затвором пятьдесят второго полевого транзистора 52 и со стдком тридцать четвертого 34, стоком второго 2 и истоком четвертого 4 полевых транзисторов, исток шестьдесят пятого полевого транзистора 65 соеI динен со стоком двадцать шестого 26 и истоком двенадцатого полевых транзисторов, затвор шестьдесят пятого полевого транзистора 65 соединен с истоком со!> к т,.е тьего -4 ) и - током шестьдесят седьмого полевых транзисторов

67, ис ток шес тьдесят седьмого пс. евого транзистора 67 соединен со стоком одиннадпатого полевого транзистора

11,затвор шестьдесят седьмого полевого транзистора 67 соединен с затвором двадцать шестого полевого транзистора 26, стоками двадцать седьмого 27 и тридцать третьего 33, а также истоком девятнадцатого 1С! полевых транзисторов, вторая шина 72 управления соединена с затворами двадцать седьмого 27, двадцать восьмого 28 и двадпать девятого 29 полевых транзисторов, девятая управляющая шина 79 соединена с затвором семнадцатого полевого транзистора 17, исток которого соединен со стоком двадцать девятого 29,тридцать первого 31 и затворами шестьдесят восьмого 68 и двадцать четвертого 24 полевых транзисторов, сток седьмого полевого транзистора 7 соединен с истоком шестьдесят восьмого полевого транзистора 68, сток которого соединен с истоком тридцать девятого 39 и затвором шестьдесят первого 61 полевых транзисторов, исток шестьдесят первого полевого транзистора 61 соединен со стоком двадцать четвертого 24 и истоком восьмого 8 полевых транзисторов. десятая шина 80 управления соединена с затвором восемнадцатого полевого транзистора 18, исток которого соединен со стоком двадцать восьмого 28, стоком тридцать второго 32 и затворами двадцать пятого 25 и шестьдесят девятого 69 полевых транэисторов, сток шестьдесят девятого полевого транзистора 69 соединен с истоком сорок первого 4 1 и затвором семидесятого 70 полевых транзисторов, исток шестьдесят девятого 69 полевого транзистора соединен со стоком девятого 9 полевого транэистора, сток двадцать пятого полевого транзистора 25 соединен с истоком десятого 10 и истоком семидесятого

70 полевых транзисторов, а сток семидесятого полевого транзистоРа 70 соединен с истоком сорок второго 42 и затвором четвертого.4 полевых транзисторов, а одиннадцатая шина 81 управления соединена с затвором девятнадцатого полевого транзистора 19, Входные шины 71, 72 и 77 являются информационными входами. Входные шины

73 — 76 и 78 — 81 являются настроеч1233 !!

F =. х,Г,1 v x Г . Г,Г, (3) ными входами. Транзисторы 5, 6 и 30 образуют первый элемент И 85, транзисторы 17, 29 и 31 образуют второй элемент И 86, транзисторы 18, 28 и

32 образуют третий элемент И 82,транзисторы 19, 27 и 33 образуют четвертый элемент И 88, транзисторы 1, 3 и 35 образуют пятый элемент И 89, транзисторы 2, 4 и 34 образуют шестой элемент И 90, транзисторы 13, 14 и 36 образуют седьмой элемент И 91, транзисторы 16, 22, 23, 37, 38., 57 и 58 образуют первый элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 92, транзисторы 7, 8, 24, 39, 40, 61 и 68 образуют второй эле— мент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 93, транзисторы

9, 10, 25, 4 1, 42, 48 и 69 образуют третий элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 94, транзисторы 11, 12,, 26, 43, 44, 65 и 67 образуют четвертый элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 95, транзисторы 15, 20, 21, 45, 46, 59 и 60 образуют пятый элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 96, транзисторы 47, 48, 51, 52, 55, 64 и 66 образуют шестой элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ

97, транзисторы 49, 50, 53, 54, 56, 62 и 69 образуют седьмой элемент

РАВНОЗНАЧНОСТЬ 98.

Программируемый логический модуль функционирует следующим образом, На управляющие входы модуля 13, 78, 79, 74, 80, 75, 81 и 76 подаются настроечные сигналы U,,U, U,,U„, U,,U,,которые могут прини5 У У Ф Э

35 мать значения О, 1, х,, х„; с выходов первого 92, второго 93, третьего 94 и четвертого 95 элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ соответственно снимаются логические зависимости

f,=x UUvxU v UU

f = хИ Б, чхни„ч U Н, =xUUvxUчЙО,;

1 3 5 6 3 6

f = х Н,Б i 3,!) v 0,1.t 45 которые реализуют любые булевые функ-. ции двух переменных х, х„; с выходов пятого 96 и шестого 97 элемен тов РАВНОЗНАЧНОСТЬ соответственно снимаются логические зависимости 50

= х f, f, v y f v f f„ ; (1 )

f = х f f,, i x f, v f f, å (2)

На выходе 84 программируемого модуля логичен кап зависимость имеет вид

Для доказательства того, что предлагаемый модуль реализует булевые функции четырех переменных покажем, что логическая зависимость / /, внимаемая с выхода модуля, реализует функпии четырех переменных.

Любая логическая функция четырех переменных, которую необходимо реа— лизовать, может быть представлена следуюшим выражением

F(x,х„) =х (х,х ) v х,ч (х,х, ) (4)

Преобразуем выражение (3), домножив члены f„ f< на 1=(х, v х„), полу— чймР (х,x)=xf vxR(f, f ) ) (5) сравнивая вйражения (4) и (5) видно, что f,. = Р„(х, х„) (б) и (x ) = Z(f, а,> <7).

Йз выражения (7) следует, что при известных функциях f и, функция f, должна быть равна f =К(Ч (х х„), (х,,х )) (8).

Йз выражения (8) следует,что для функции четырех переменных всегда найдутся функции f u f, при подстановке которых в выражение (3) получим нужную функцию четырех переменных. Аналогично можно показать, что эти логические зависимости реализуют функции трех переменных, т.е. f u — функция трех переменных, зависящих от переменных х, х, х, так

4 как алфавит настроек 0,1, х, х

4 при условии, что настроечные сигналы меняются одновременно с информационными, Формула изобретения

Программируемый логический модуль, одержащий двенадцать полевых транзисторов, шесть входных шин и две шины питания, первая входная шика ñîåдинена с затворами первого и второго полевых транзисторов, истоки которых соединены с первой шиной питания, сток первого полевого транзистора соединен .с истоком третьего полевого транзистора, сток второго полевого транзистора соединен с истоком четвертого полевого транзистора, вторая входная шина соединена с затвором пятого полевого транзистора, исток и сток которого соединены соответственно с первой tllHHoH питания и истоком. шестого полевого транзистора, затвор которого соединен с третьей входной шиной, четверта» llxnp,íàÿ ши123327 л на соединена с затворами седьмого восьмого полевых транзисторов,»ятая входная шина соединена с затворами девятого и десятого полевых транзисторов, шестая входная шина соединена с затворами сщиннадцатаго » двенадцатого палевых транзисторов, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциона»ьных воз10 мож»остей за счет реализации больше-. го числа логических функций, в него данаи»»тельно введено пять входных шин и пятьдесят восемь полевых транзисторов, седьмая входная шина сое!

5 динена с затвором тринадцатога полевого транзистора, исток которого соединен са стоком четырнадцатого полевого транзистора и первой шиной питания, которая соединена со стоками третьего, четвертого, пятнадцатого, 20 восьмого, десятого, двенадцатого, шестого, шестнадцатого, семнадцатого, восемнадцатого и девятнадцатого полевых транзисторов, а также с истоками седьмого, девятого, одиннадцатого, двадцатого, двадцать первого, двадцать второго, двадцать третьего, двадцать четвертого,двадцать пятого, двадцать шестого,, двад30 цать седьмого, двадцать восьмого и двадцать девятого полевых транзисторов, вторая шина питания соединена с истоками и затворами тридцатаго,тридцать первого, тридцать второго, трйдцать третьего, тридцать четвертого, тридцать пятого и тридцать шестого полевых транзисторов, а также с затворами и стоками тридцать седьмого, тридцать восьмого, тридцать девятого, сорокового, сорок первого, сорок вто40 рого, сорок третьего, сорок четвертого, сорок пятого, сорок шестого, сорок седьмого, сорок восьмого, сорок. девятого и пятидесятого полевых транзисторов, первая шина питания соеди45 нева также с истоками пятьдесят первого, пятьдесят второго, пятьдесят третьего и пятьдесят четвертого полевых транзисторов и стоками пятьдесят пятого и пяTüäåñÿт шестого полевых транзисторов, Сток пятого полевого транзистора соединен со стоком тридцатого и затворами двадцать втарого и пятьдесят седьмого полевых

Р транзисторов, сток пятьдесят седьмого 5 полевого транзистора соединен с истоком тридцать седьмого и затвором пятьдесят восьмого полевых транзисторов. исток IIÿ I ьдt с5lт седьмогo полевого тра»э»стора с.оецннен сп стоком двадцать третьего»о»свого транзистора, затвор катараг о соединен с восьмой входной шиной, которая соединена с затвором шестнадцатого полевого транзистора, исток которого соединен со стоком двадцать второго полевого транзистора и истоком пятьдесят восьмого палевог о транзистора, сток котораго соединен с истоком тридцать восьмого и затвором третьего полевых транзисторов, исток третьего полевого транзистора соединен со стоком тридцать »ятого полевого транзистора и затворами двадцатого и пятьдесят девятого полевых транзисторов, сток пятьдесят девятого полевого транзистора соединен с истоком сорок пятого и затвором шестидесятого полевых транзисторов, исток пятьдесят девятого полевого транзистора соединен со стоком двадцать первого полевого транзистора, затвор которого соединен с затвором пятнадцатого, истоком сорокового и стоком шестьдесят первого полевых. транзисторов, исток шестидесятого полевого транзистора соеди1 нен с истоком пятнадцатого и стоком двадцатого полевых транзисторов, сток шестидесятого полевого транзистора соединен с истоком сорок шестого и затвором четырнадцатого полевых транзисторов, исток четырнадцатого полевого транзистора соединен со стоком тридцатого и стоком тридцать шестого полевых транзисторов, а также с затворами пятьдеслт четвертого и шестьдесят второго полевых транзисторов, сток шестьдесят второго полевога транзистора соединен с истоком сорок девятога и затвором шестьдесят третьего полевых транзисторов, исток шестьдесят второго полевого транзистора соединен со стоком пятьдесят . третьего полевого транзистора, затвог которого соединен с затвором пятьдесят шестого, истоком сорок восьмого и стоком шестьдесят чЕтвертого полевых транзисторов, исток пятьдесят шестого полевого транзистора соединен со стоком пятьдесят четвертого полевого транзистора и истоком шестьдесят третьего полевого транзистора, сток которого соединен с истоком пятидесятого полевого транзистора и является выходом программируемога логичс.сtcnrn мопчля, исток шестьдеl0

Састлвитель (1. Скворцов < хред O.Сопка

Корректор Г. Сирахман

Редактор A. Ca6o

Заказ 278«/57 Тираж 816 1!адписнае

ВНИИ111< 1 nc yp ape (в < н в<1«l (< < <«

113035, Моск(<а, Ж-35, рау«к кая 11(1(<,, д, <

1<р<<1(млад< тве<<ц<1.-п<111111 p < < 1<чс< к<>е 11, ; Ifp<1ят11<, Г, < "<<1 <

Шестьдесят седьмого палевого транзистора соединен со стоком одиннадцатого полевого транзистора, затвор шестьдесят седьмого полевого транзистора соединен с затвором двадцать шестого палевого транзистора, стоками двадцать седьмого и тридцать третьего, а также истоком девятнадцатого полевых транзисторов, вторая шина управления соединена с затворами двадцать седьмого, двадцать восьмого и двадцать девятого палевых транзисторов, девятая вхацная шина соединена с затворам с.емнадцатого полевого транзистора, исток которого соедин.ен со стоком двадцать девятого, тридцать первого и затворами шестьде(ят восьмого и двадцать четвертого нолевых транзисторов, сток седьмого полевого транзистора соединен с истоком шестьдесят восьмого полевого транзистора, сток которого соединен с истоком тридцать девятого и затвором шестьдесят первого полевых транзисторов, исток шестьдесят четвертого полевого транзистора соединен со стоком двадцать четвертого и истоком восьмого полевых транзисторов, десятая входная шина соединена с затвором восемнадцатого полевого транзистора, исток которого соединен со стоком д(задцать восьмого, стоком тридцать второго и затворами двадцать пятого и шестьдесят девятого полевых транзисторов, сток шестьдесят девятого палевого транзистора соединен с истоком сорок первого и затворам семидесятого полевых транзисторов, исток шестьдесят девятого палевого транзистора соединен со стскам девятого полевого транзистора, сток двадцать пятого полевого транзистора соединен с истоком десятого и истоком семидесятого полевых транзисторов, сток семидесятого полевого транзистора соединен с истоком сорок второго и затвором четвертого полевых транзисторов, а одиннадцатая входная шина соединена с затвором девятнадцатого полевого транзис тора °