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可編程邏輯器件中邏輯的實(shí)現(xiàn)方法

出處:sahh 發(fā)布于:2008-12-06 14:50:56

  一個(gè)二進(jìn)制函數(shù)的輸出,可以用其輸人函數(shù)的項(xiàng)之和來實(shí)現(xiàn)。因此,任一函數(shù)的輸出就可以用圖1所 示的積或兩級邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。這種方法同樣適用于多輸出的情況,而每個(gè)輸出是由其自己的積項(xiàng)和來形 成,如圖2所示為多輸出積或兩級邏輯電路。


圖1  積或兩級邏輯電路


圖2  多輸出積或兩級邏輯電路

  在圖2中,每個(gè)積項(xiàng)分別由一個(gè)與門來實(shí)現(xiàn),但同一個(gè)積項(xiàng)又可為多個(gè)輸出項(xiàng)共享。囚此,對一個(gè)具有 多輸人和多輸出的邏輯電路,可用一個(gè)與陣列和一個(gè)或陣列來實(shí)現(xiàn),如圖3所示。輸人變量I1,…,In作 為與陣列的輸人,而與陣列的輸出則為掘個(gè)積項(xiàng)F1,……,F(xiàn)m。每一條輸出線代表一個(gè)積項(xiàng),故將這些輸 出線稱為積項(xiàng)線。積項(xiàng)線又作為或陣列的輸人,或陣列的輸出即為各輸出函數(shù)P1,…,Pi。

  圖4(a)給出了圖2所示的具有3輸人和3輸出的組合邏輯電路應(yīng)用正邏輯規(guī)則時(shí),用NM0S電路實(shí)現(xiàn)的具 體電路結(jié)構(gòu)。

  當(dāng)采用正邏輯規(guī)則時(shí),由圖4(a)看出,與陣列和或陣列都是用“或非門”來實(shí)現(xiàn)的,即


圖3  多輸人z多輸出邏輯電路


圖4  用NM0S電路實(shí)現(xiàn)邏輯電路


  應(yīng)當(dāng)指出的是,當(dāng)采用正邏輯規(guī)則時(shí),若積項(xiàng)為F1=I1I2I3時(shí),則在陣列中并不是將輸入變量I1和I3的 原變量,I2的反變量在積線交叉點(diǎn)處用NM0S晶體管連接起來,而是各取其輸人變量的反變量,即I1,I2和 I3的輸入與積項(xiàng)線交叉點(diǎn)由NM0S晶體管連通。

  當(dāng)采用負(fù)邏輯規(guī)則時(shí),因上述的陣列結(jié)構(gòu)變?yōu)椤芭c非”邏輯關(guān)系,則與陣列應(yīng)為

    

  即各積項(xiàng)和與陣列中的輸入變量完全對應(yīng),而不必取其反變量,此時(shí)的陣列結(jié)構(gòu)如圖4(b)所示。

  可以看出,一個(gè)兩級與-或電路,可采用一個(gè)等效的兩級與非邏輯電路實(shí)現(xiàn)。由于MOS技術(shù)中采用或非門 具有設(shè)計(jì)容易和性能好的優(yōu)點(diǎn),故上述的與陣列和或陣列都是用或非門實(shí)現(xiàn)的。上例中的與陣列為6×4陣 列結(jié)構(gòu),而或陣列為4×3結(jié)構(gòu),但由于采用正、負(fù)邏輯規(guī)則的不同,內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不相同。


圖5     輸出與輸入交集之間的關(guān)系

  要使陣列中的輸出與輸入變量發(fā)生聯(lián)系,只要在相關(guān)的輸出和輸人相交處接一個(gè)MOS場效應(yīng)管,該管的柵 極接到輸人線上,雨漏極接到輸出線,源極接地,如圖5( a)所示;若采用雙極型晶體管時(shí),則晶體管 的基極接到輸入線上,發(fā)射極通過熔絲接到輸出線上,集電極接電源Vcc如圖5(b)所示。

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