Программируемое логическое устройство

 

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

119) (11) дц 4 G 11 С 17/00, G 06 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4252426/24-24 (22) 29.05.87 (46) 15.12.88. Бюл. 11 46 (7l) Харьковскйй авиационный;институт им., Н.Е.Жуковского (72) В.П.Улитенко, В.Я.Жихарев, Г.И.Тимонькин, В.С.Харченко, С.Н.Ткаченко и С.Ф.Тюрин (53) 681.327.66 (088.8) (56) Баранов С.И., Варкалов А.А. ,.применение программируемых логических матриц в цифровой технике., - 3a- рубежная радиоэлектроника, 1982, Р 6, с. 67-68.

Авторское свидетельство СССР

М 1267964, кл. G 11 С 17/00, G 06 F 7/00, 1983. (54) ПРОГРАККРУЕИОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ УСТ

РОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления систем

1 булевых функций. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства в режиме записи. Для достижения этой цели в устройство, содержащее элементы И 1, элементы

ИЛИ 5, три группы 2,3,4 D-триггеров и две группы элементов 6,7 с тремя состояниями выходов, введена

444892 третья группа элементов 13 с тремя состояниями выходов. Это позволило использовать для программирования не только информационные входы, но ,и информационные выходы, и програм-. мировать элементы И и ИПИ одновременно. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления систем булевых функций.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства в режиме записи за счет того, что программирование элементов И и ИЛИ устройства производится одновременно. 10 чункциональная схема устройства приведена на чертеже.

Символы n g u t используются для обозначения соответственно количества входов, термов и выходов уст- 15 ройства.

Программируемое логическое устройство содержит g n-входовых элементов И 1, первую 2, вторую 3 и третьи 4 группы..

D-триггеров, t элементов ИЛИ 5, пер- 20 вую группу из gn элементов И 6 с тремя состояниями выхода, группу gn элементов И-HE 7 с тремя состояниями выхода, gt двухвходовых элементов

И 8, счетчик 9 с коэффициентом пересчета 2g+1 дешифратор 10, первый 11 и второй 12 RS-триггеры, вторую группу из t элементов И 13 с тремя состояниями выхода, третий

RS-триггер 14, дополнительный эле- 30 мент ИЛИ 15, информационные входы

16 разрядностью и, информационные выходы 17 разрядностью, вход 18 сброса, тактовый вход 19, выход 20 индикации программирования элементов

HJIH, выход 21 индикации программирования элементов И.

Первая группа 2 D-триггеров предназначена для приема и хранения информационных сигналов программирова- 40 ния и подачи их на входы управления (вторые входы ),соответствующих элементов И с тремя состояниями выхода. Вторая группа 3 D-триггеров предназначена для приема и хранения информационных сигналов программирования и подачи их на входы управления соответствующих элементов И-НЕ с тремя состояниями выхода. Третья группа 4 D-триггеров предназначена для приема с информационных выходов устройства и хранения информационных сигналов программирования и подачи их на входы управления элементов И 8 второй группы.

При отсутствии разрешающего сигнала на управляющем (втором) входе выходы соответствующего элемента с тремя состояниями выхода находятся с высокоимпедансном состоянии.

Счетчик 9 с коэффициентом пересчета 2g+1 предназначен для формирования по счетным сигналам, поступающим с тактового входа 19 устройства, сигналов для управления дешифратором 10 и подачи импульса со своего выхода переполнения на вход установки второго триггера 12.

Дешифратор 10 имеет 2я+1 выход (с нулевого по 2g-й) и предназначен для формирования сигналов синхронизации для первой, второй и третьей групп 2-4 П-триггеров (выходы с первого по 2g-й), а нулевой выход предназначен для установки третьего триггера 14.

Первый RS òðèããåð 11 предназначен для формирования и подачи на вход 20 устройства сигнала но окончании программирования В-триггеров третьей группы 4 по (я+1)-му импульсу счетчи" ка 9. При этом установка триггера

11 происходит при изменении состоя"

1444892

5 !

2о

ЗО

55 ния g-ro выхода дешифратора с "0" о!ю

Второй RS-триггер 12 предназначен для формирования и подачи на выход 21 устройства сигнала по окончанн:.: программирования D-триггеров первой и второй групп 2 и 3 по (2g+I)-му счетному импульсу счетчика 9. При этом установка триггера происходит по сигналу переполнения счетчика 9 с коэффициентом пересчета

2g+1.

Вторая группа элементов И 13 с тремя состояниями выхода предназначена.для передачи на информационные выходы устройства выходных сигналов . с элементов ИЛИ 5 по разрешающему сигналу на их входах управления и для перевода своих выходов и высокоимпедансное состояние при снятии с их управляющих (вторых) входов разрешающего сигнала, причем разрешающий сигнал поступает с инверсного выхода третьего триггера 14.

Вход 18 устройства предназначен . для приема сигнала сброса D-триггеров первой 2, второй 3, третьей 4 групп, первого 11, второго !2 н третьего 14 RS-триггеров и счетчика

9. Вход 19 устройства предназначен для приема тактовых сигналов программирования. Выход 20 устройства . является вторым выходом управления, свидетельствующим о том, что программирование элементов ИПИ закончено. Выход 21 устройства является первым выходом управления, свидетельствующим о том, что программирование элементов И и, следовательно, устройства в целом закончено.

Программируемое логическое устройство может работать в двух режимах: программирования и вычислений, В режиме программирования (ипи записи) устройство работает следующим образ ом, В исходном состоянии D-триггеры первой — третьей групп 2-4, RS-vparгеры 11,12,14 и счетчик 9 обнулены по входу 18 устройства. На входы управления групп элементов И 6 ° 7 с тремя состояниями выхода поданы сигналы 0 у и их выхОды нахОдятся в вы сокоимпедансном сОстОяниив

По первому импульсу, поступающему на вход 19 устройства, счетчик 9 с коэффициентом пересчета 2g+1 переходит н первое состояние и на нулевом выходе дешифраторя 10 появляется сигнал "!". Третий RS-триггер 14 устанавливается в состояние "1", а на его инверсном выходе устанавливается сигнал "0". Поэтому на управляюших входах t элементов И 13 с тремя состояниями выхода устанавливаются также уровни "0", и их выходы переводятся в высокоимпедансное со стояние. По второму тактовому импульсу на информационные входы 16 устройства подается комбинация логических сигналов программирования первых n D-триггеров из первой группы 2 D-триггеров, а на информационные выходы 17 устройства подается комбинация логических сигналов программирования первых t D-триггеров из третьей группы 4 D-триггеров, которые заносятся в соответствующие D-триггеры по переднему фронту сигнала на первом выходе дешифратора 10. По третьему тактовому импульсу на информационные входы 16 устройства подается комбинация логических сигналов программирования первых и D-триггеров из второй группы 3 D-триггеров, а на информационные выходы 17 устройства подается комбинация логических сигналов программирования вторых

t D-триггеров из третьей группы 4

D-триггеров, которая заносится в

35 .соответствующие D-триггеры по лереднему фронту сигнала на втором выходе ! дешифратора 10. Далее процесс прог" раммирования продолжается аналогично.

По (g+1)-му импульсу на тактовом входе 19 первый триггер 1! устанавливается в состояние "1" по входу установки, на который подается сигнал "1" с (g+1)-го выхода дешифратора 10. На выходе 20 устройства устанавливается сигнал "1", что свидетельствует об окончании программирования элементов ИЛИ.

По (2g+I)-му импульсу на входе

19 второй триггер 12 устанавливается в состояние "!" по входу установки, на который подается сигнал "1" с выхода переполнения счетчика 9.

Поэтому на выходе 21 устройства устанавливается сигнал "1", что свидетельствует об окончании программирования элементов И и выходных сигналов. Сигнал "1" с выхода триггера 12 по первому входу элемента

ИЛИ 15 обнуляет третий триггер 14, !

444892 6 рой 3 групп D-триггеров сигналы

"0", т.е. выходы обоих элементов с тремя состояниями выхода без инверсии и с инверсией находятся в высокоимпедансном состоянии, что воспри" нимает ся i-м входом k-ro и-входо"вого элемента И 1 логической едини- цей.

Таким образом, состояние каждых и элементов из групп gn элементов

И 6 и И-НЕ 7, соответствующих k""му элементу И 1, кодирует k-й терм некоторой системы булевых функций. И если входной вектор покрывает этот терм, то на выходе соответствующего элемента И 1 устанавливается сигнал

"1", так как в этом случае на всех его и входах будут установлены сигналы "1". Следовательно на выходах

g элементов И 1 будет столько сигнапов "1", сколько коньюнктивных термов из g термов (! g<2 ) покрываются входным сигналом.

В группе gt, элементов И 8 формируются t выходных функций, причем выходной сигнап соответствующего

D-триггера третьей группы 4 триггеров, равный "!", указывает на вхож" дение одноименного терма в данную функцию, а сигнал. "0" указывает на то, что одноименный терм не входит в данную функцию.

На выходах и элементов ИЛИ 5 появляется комбинация логических сигналов, свидетельствующая о значении t логических функций на данном наборе входных сигналов, которая через открытые элементы И !3 поступает на информационные выходы 17 устройства.

Новый цикл программирования начинается с подачи импульса сброса на вход 18 устройства. поэтому на управляющие входы С элементов с тремя состояниями выхода без инверсии поступает сигнал "1" с инверсного выхода триггера, и сигналы с выхода t элементов HHH 5 подаются ча информационные выходы 17 устройства, В следующем такте устройство готово производить вычисленияя. !О

Хаким образом, программирование устройства заканчивается за 2я+! кt такт в отличие от 2g + - тактов и прототипа sa счет одновременного 15 программирования D-триггеров первой

2 (второй 3 в нечетных тактах) и третьей 4 групп D-триггеров.

В режиме вычислений предлагаемое устройство работает аналогично про- 20 тотипу.

На информационные входы 16 уст-. ройства подается комбинация логических сигналов входного вектора, i-й 25 разряд которой (1 «- i «n) поступает на информационные входы (i+(k-1)n)-х (1< k g) элементов из группы gn элементов И 6 и И-НЕ 7 с тремя состояниями выхода. Если i-й разряд k-ro р0 коньюнктивного терма имеет прямое значение переменной i то на управляющий вход соответствукшего элемента И 6 из группы gn элементов подан с выхода соответствующего Э" триггера первой группы 2 D-триггеров сигнал "1", а на управляющий вход соответствующего элемента И-НЕ

7 из группы gn элементов подан с выхода соответствующего D-триггера 40 второй группы 3 D-триггеров сигнал

"0". Если i-й разряд k-го коньюнктивного терма имеет инверсное значение переменной i то на управляющий вход соответствующего элемента И 6 подан 45

Г выхода соответствукицего 0-триггера первой группы 2 D-триггеров сигнал

"0", а на управлякщий вход соответствующего элемента И-НЕ 7 подан с выхода соответствующего D-триггера 50 второй группы 3 D"òðèããåðîâ сигнал

И !11

Если i-й разряд k-го коньюнктивного терма имеет безразличное значение переменной, то на управлякщие входы соответствующих элементов И 6 и И-HE 7 поданы с выходов соответствующих D-триггеров первой 2 и втоФормула изобретения

Программируемое логическое устройство, содержащее g и-входовых элементов И (n — количество информаill ционных входов устройства„1 4 g .2 )., t элементов ИЛИ (t - количество информационных выходов устройства}, первую, вторую и третью группы D-spar геров, первую группу элементов И с тремя состояниямии выхода,, группу элементов И-НЕ с тремя со= "яниями выхода, 8 двухвходовых элементов

И, счетчик и дешиФратор, причем

1444892 .

Составитель А.Дерюгин

Техред М.Ходанич

Корректор Г.Решетник

Редактор И.Рыбченко

Заказ 6511/54 Тираж 590

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

° 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

D-входы f i+(k-1) n)-x D-триггеров первой и второй групп, первые входы соответствующих элементов И с тремя состояниями выхода первой группы и первые входы элементов И-HF с тремя состояниями ьыхода (1 i n;

1 и k и g) являются i-м информационным входом устройства, выходы П-триггеров первой группы соединены с вторыми входами соответствующих элеменЪ тов И с тремя состояниями выхода первой группы, а выходы D-триггеров второй группы — с вторыми входами соответствующих элементов И-HF. с тремя состояниями выхода, выходы которых соединены с выходами соответствуницих элементов И с тремя состояниями выхода первой группы, C-входы

f(k-1)n+i)-x D-триггеров первой группы соединены с k м не етным выходом дешифратора, а С-входы одноименных

9-триггеров второй группы с k-м четным выходом дешифратора, выходы

f(k-1) и+ -х элементов И с тремя состояниями выхода первой группы соединены с входами k ãî п-входового элемента И, выход которого соединен с первыми входами )k+(j-1) g)-х двухвходовых элементов И (1 j t) вторые входы которых соединены с выходами соответствукщих D-триггеров третьей группы, а выходы - с k-м входом j-x элементов ИЛИ, информационные выходы счетчика соединены с входами дешифратора, а счетный вход счетчика является тактовым входом устройства, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства в режиме записи, в него введены первый, второй и третий RS. †òðèãгеры, дополнительный элемент. ИЛИ и вторая группа элементов И с тремя состояниями выхода, первые входы которых соединены с выходами соответ1р ствующих элементов ИЛИ, а вторые входы — с инверсным выходом третьего

RS-триггера, S-вход которого соеди-. нен с нулевым выходом дешифратора а R-вход — с выходом дополнительного элемента ИЛИ, выход j-ro элемента

И с тремя состояниями выхода второй группы соединен с D-входами )k+(j1) g)-х D-триггеров третьей группы и является соответствующим информаци20 онным выходом устройства, р-й выход дешифратора (1 р g) соединен с

С-входами ((р-1)t+j)-x D-триггеров третьей группы S-входы первого и

1 второго КЯ-триггеров соединены соответственно с е-м выходом дешифратора и с выходом переполнения счетчика, выход первого RS-триггера является выходом индикации программирования элементов ИЛИ устройства, вы30 ход второго RS-триггера соединен с первым входом дополнительного элемента ИЛИ и является выходом индикации программирования элементов И устройства, R-входы D- u RS-триггеров и второй вход дополнительного элемента ИЛИ являются входом сброса устройства.