III BOB. Dasturlanuvchi mantiqiy qurilmalar.
3.1. Dasturlanuvchi mantiqiy qurilmalar.
Mantiqiy
funktsiyalarni
amalga
oshirishning
yangi
yo'nalishi
dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar - PLD (Programmable Logical Device)
ishlab chiqilgandan so'ng rivojlana boshladi, ular ikkita versiyada ishlab chiqariladi:
dasturlanadigan mantiqiy matritsalar - PLM (PLA - Programmable Logic Array) va
dasturlanadigan matritsali mantiq. - PML (PAL - Programmable Array Logic).
Ularni qurish g'oyasi shundan iboratki, mikrosxemaning chipida joylashgan ma'lum
bir mantiqiy elementlar to'plami o'rtasidagi bog'lanishlar foydalanuvchi tomonidan
86
nisbatan ixtiyoriy xolda o'rnatilishi mumkin. Bunday holda, standart tuzilmani
kerakli raqamli qurilmaga sozlash mumkin.
PLM VA hamda YOKI elementlar to‘plamiga, shuningdek, inversiya
operatsiyasini bajara oladigan kirish va chiqish buferlariga asoslanadi. PLM
yordamida mantiqiy funktsiyani amalga oshirish uchun u birikmalar yig'indisi
sifatida, ya'ni dis'yunktiv normal shaklda ifodalanishi kerak.
Aytaylik, masalan, to'rtta o'zgaruvchining uchta mantiqiy funktsiyasini
shakllantirish kerak:
(3.1.1)
Buni 3.1.1-rasmda ko'rsatilgan tuzilishga ega bo'lgan PLM yordamida amalga
oshirish mumkin. U to'rtta asosiy qatlamdan iborat: birinchisi - kiruvchi
o'zgaruvchilarning to'g'ridan-to'g'ri va teskari qiymatlari generatorlari, ikkinchisi -
VA elementlari, uchinchisi - YOKI elementlari va to'rtinchisi - invertorlar to'plami.
Foydalanuvchi o'z ixtiyorida PLMni uning elementlari orasidagi barcha
ulanishlar bilan oladi. Bunday holda, VA sxemlarining chiqishlarida kirish
signallarining har qanday kombinatsiyasi uchun mantiqiy nollar hosil bo'ladi, chunki
har bir o'zgaruvchining to'g'ridan-to'g'ri va teskari qiymatlari ularning kirishlariga
beriladi. Biroq, bunday matritsa kerak bo'lganda dasturlashtirilishi (o'zgartirilishi)
mumkin. Dasturlashning mohiyati foydalanuvchi tomonidan ma'lum bir vaziyatda
keraksiz bo'lgan maxsus eriydigan o'tish moslamalarini olib tashlashdir. Bu ularni
yoqish orqali amalga oshiriladi.
3.1.1-rasmda
krestik
bilan
belgilangan
ulanishlarni
uzilsa,
VA
elementlarining chiqishlarida barcha talab etiladigan konyuksiyalar hosil bo'ladi,
Yoki sxemalarining chiqishlarida - kerak bo'lganda teskari bo'lishi mumkin bo'lgan
konyuksiyalarning mantiqiy yig'indilarining to'g'ridan-to'g'ri qiymatlari hosil
bo'ladi. Boshqa joylarda ulanishlarini uzilsa turli xil mantiqiy funktsiyalarni
yaratishga imkon beradi. Ushbu yondashuv bilan dasturlash foydalanuvchi
tomonidan faqat bir marta amalga oshiriladi, chunki uzilgan ulanish joyi endi
87
tiklanmaydi. Xuddi shunday yondashuv bir martalik dasturlashtiriladigan ROMga
ma'lumot kiritishda qo'llaniladi.
3.1.1-rasm. Dasturlashtiriladigan mantiqiy massivning tuzilishi
ROM-dan farqli o'laroq, dasturlashtiriladigan mantiqiy matritsiya oddiy
tuzilishga ega bo'lgan funktsional zaxiraga ega. Bundan tashqari, haqiqiy PLMlarda
standart mantiqiy elementlar emas, balki ularning soddalashtirilgan versiyalari
qo'llaniladi. Xususan, YOKI sxemalari diodli birikmalarda, VA - bitta ko'p emitterli
tranzistorda va hokazolarda amalga oshiriladi. Bu sizga funksionallik jihatidan
yetarlicha kuchli bo'lgan bitta kristalli qurilmalarda yaratish imkonini beradi.
K556RT1 mikrosxemasi bipolyar tranzistorlar asosida bo'lgan PLM bo’lib, o'nolti
bitli kirish shinasiga mos keladigan 48 ta o'ttiz ikkita kirishli VA elementlarini o'z
ichiga oladi. Uchinchi qatlamda signalni o'zgartirish qobiliyatiga ega sakkizta 48-
kirishli YOKI elementlari mavjud.
PLM ko'pincha mikrokontrollerlar uchun boshqaruv xotirasi sifatida
ishlatiladi. Ishlab chiqarilgan mahsulotlarning katta partiyalari bilan ularni ishlab
chiqarishning oxirgi bosqichida (shuningdek, ROM uchun) maxsus shablonlar
88
asosidai tok o'tkazuvchi yo'llarni qo'llash orqali dasturlash iqtisodiy jihatdan
maqsadga muvofiqdir.
Ba'zi hollarda PLM ning mantiqiy kuchi to'liq ishlatilmaydi. Bu bir xil
birikmalar to'plamida bir-biri bilan kesishmaydigan mantiqiy funktsiyalarni
takrorlashda namoyon bo'ladi. Berilgan misolda bular F
1
va F
3
funktsiyalari. Ularni
amalga oshirish uchun har qanday konyunktorlarning chiqishlari bilan har qanday
dizyunktorlarning kirishlari keraksiz bo'lib qoladi va buni rad etish qurilmaning
tuzilishini sezilarli darajada osonlashtiradi.
Ushbu yondashuv dasturlashtiriladigan matritsali mantiqiy sxemalarda -
PML-da qo'llaniladi, uning variantlaridan birining soddalashtirilgan tuzilishi 3.1.1-
rasmda ko'rsatilgan. PML dasturlash PLM bilan bir xil tarzda amalga oshiriladi.
Dasturlashtiriladigan matritsa mantig'ining sxemalari PLM bilan solishtirganda
kamroq funktsional moslashuvchanlikka ega, chunki bu erda har qanday birikma
faqat bir marta ishlatiladi, lekin elementlar orasidagi ulanishlar tuzilishi oddiyroq.
3.1.2-rasm. Dasturlashtiriladigan matritsaning mantiqiy tugunlari tuzilishi
Dasturlashtiriladigan mantiqning funksionalligini kengaytirish uchun ba'zi
PLM va PML (KR1556KhP4 - KR1556KhP8) ketma-ket qurilmalarni, xususan,
triggerlar va registrlarni o'z ichiga oladi (3.1.2-rasm). Bu erda mantiqiy matritsa
kombinatsiyalangan tugun rolini o'ynaydi, qo'shimcha ravishda xotira elementi va
89
qayta aloqa zanjiri mavjud. Bunday qurilma foydalanuvchi tomonidan sozlanishi
mumkin bo'lgan ketma-ket sxema.
Dasturlashtiriladigan raqamli qurilmalarning yana bir turi asosiy matritsa
kristallari - BMC, ular bir-biriga bog'lanmagan mantiqiy kalitlar va individual
elementlar to'plamidir - tranzistorlar, rezistorlar va boshqalar. Ular orasidagi
aloqalarni amalga oshirish odatda BMC ishlab chiqarishning oxirgi bosqichida
maxsus shablonlar orqali yoki foydalanuvchi tomonidan kristall yuzasiga
metallizatsiya qatlamlarni kritish orqali amalga oshiriladi.
3.1.3-rasm. Kengaytirilgan funksionallikka ega PLM tuzilishi
Ushbu yondashuv bilan yarim tayyor mahsulotlar ma'lum bir mijozga e'tibor
qaratmasdan ommaviy miqdorda ishlab chiqarilishi mumkin. Ularga individual
xarakter berish, ya'ni ma'lum bir raqamli birlikni amalga oshirish ishlab
chiqarishning oxirgi bosqichida sodir bo'ladi, buning uchun faqat tegishli shablonni
yaratish kerak. Bunday holda, integral dizayndagi har qanday qurilmani ishlab
chiqish va ishlab chiqarish bir xil qurilmani ixtisoslashtirilgan mikrosxema shaklida
90
loyihalash va yaratish bilan solishtirganda ancha kam moddiy va vaqt sarfini talab
qiladi.
Dostları ilə paylaş: |