一、二極管構(gòu)成的熔絲型可編程門陣列
一個(gè)邏輯問題可以用簡(jiǎn)化的“與或”表達(dá)式描述,因此,只要設(shè)想用一個(gè)能產(chǎn)生各種“與”項(xiàng)的“與陣列”和一個(gè)能將各“與”項(xiàng)實(shí)現(xiàn)相“或”的“或陣列”組合起來,就能設(shè)計(jì)各種邏輯電路了。下圖是用二極管和熔絲實(shí)現(xiàn)編程的“與”陣和“或”陣電路。
在未編程前,熔絲相當(dāng)于短路(熔絲用低熔點(diǎn)的材料制成)。與陣列輸出:;或陣列輸出:。
如何實(shí)現(xiàn)編程:對(duì)與陣,只需將和二極管正極端連的熔絲接地,然后加上編程電壓(電源5v時(shí),編程電壓為25v),此時(shí),相應(yīng)熔絲將流過比正常電流大得多的電流而被熔斷,其它保留。對(duì)或陣,將和二極管負(fù)極端連的熔絲接正電源,將熔絲熔斷。
如將與陣中的1#,4#,5#熔絲熔斷,則與陣輸出。由于電路有6根熔絲,所以一共有26=64種編程狀態(tài),可生成64個(gè)與項(xiàng)(乘積項(xiàng))。在或陣中,如將2#熔絲熔斷,則編程后的輸出z為:。說明它有8種編程狀態(tài),產(chǎn)生8種或項(xiàng)。通常,可編程與門的輸入變量可多達(dá)幾十個(gè),或門陣列的輸入變量有八個(gè)以上。為了方便,這時(shí)的邏輯表示方法用下面的pld表示法。
在門的輸入線與輸入項(xiàng)的交叉處,有“”時(shí)表示硬連接;有“×”時(shí)表示編程連接;沒有符號(hào)表示無連接。
另外,在pld中通常大量使用具有互補(bǔ)輸出的緩沖器,以增加輸入的驅(qū)動(dòng)能力。
將多個(gè)pld與、或門組合起來就成了pld的與陣列和或陣列。用來產(chǎn)生各種各樣的“與—或”函數(shù)式,然后實(shí)現(xiàn)各種邏輯電路。
例如,要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)邏輯函數(shù)時(shí),可編程與、或陣列如圖所示:
二、用可編程與或陣列實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)
例:用與—或陣列實(shí)現(xiàn)三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加的加法運(yùn)算電路。令輸入為:,結(jié)果為:,。
化簡(jiǎn)后表達(dá)式為:,。
由邏輯式得可編程與或陣列電路圖如下:
附:其它種類的集成邏輯門電路
一、iil(i2l:integrated injaction logic),集成注入邏輯門電路
特點(diǎn):以多集電極管為基礎(chǔ),其特點(diǎn)是集成度很高,功耗很低,邏輯擺幅小(0.3—0.7v)器件仍工作在飽和區(qū)和截止區(qū),開關(guān)速度不是很高。
二、ecl(emitter coupled logic)邏輯門電路,發(fā)射極耦合邏輯門電路
特點(diǎn):器件工作在放大區(qū),不進(jìn)入飽和區(qū)和截止區(qū),所以,開關(guān)速度快,是目前最快的一種邏輯電路。它以或邏輯結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各種邏輯電路。