.svg/1280px-Programmable_logic_array_(schematic_drawing_example).svg.png)
Программируемая логическая матрица ( PLA ) — это разновидность программируемого логического устройства, используемого для реализации комбинационных логических схем . PLA имеет набор программируемых плоскостей логических элементов И , которые связаны с набором программируемых плоскостей логических элементов ИЛИ , которые затем можно условно дополнять для получения выходного сигнала. Он имеет 2 N вентиля И для N входных переменных, а для M выходов из PLA должно быть M вентилей ИЛИ, каждый из которых имеет программируемые входы от всех вентилей И. Такая схема позволяет синтезировать множество логических функций в сумме произведений канонических форм .
PLA отличаются от устройств программируемой матричной логики ( PAL и GAL ) тем, что обе плоскости логических элементов И и ИЛИ являются программируемыми. В PAL есть программируемые логические элементы И, но фиксированные логические элементы ИЛИ [ необходимы пояснения ]
В 1970 году компания Texas Instruments разработала программируемую по маске микросхему на основе ассоциативной памяти только для чтения IBM или ROAM. Это устройство, TMS2000, было запрограммировано путем изменения металлического слоя во время производства ИС. TMS2000 имел до 17 входов и 18 выходов с 8 триггерами JK для памяти. Компания TI придумала для этого устройства термин « Программируемая логическая матрица» . [1]
Блок-схема ПЛА:
Желаемые выходные данные для каждой комбинации входов могут быть запрограммированы в постоянное запоминающее устройство , при этом входы управляются адресной шиной, а выходные данные считываются как данные. Однако для этого потребуется отдельная ячейка памяти для каждой возможной комбинации входных данных, включая комбинации, которые никогда не должны возникать, а также дублирование данных для условий «все равно» (например, логика типа «если входной сигнал A равен 1, тогда, что касается выхода X, нас не волнует, что такое вход B»: в ПЗУ это должно быть записано дважды, по одному разу для каждого возможного значения B, и еще «все равно» входы добавляются, дублирование растет в геометрической прогрессии); следовательно, программируемая логическая матрица часто может реализовать часть логики, используя меньше транзисторов, чем эквивалент в постоянной памяти. Это особенно ценно, когда он является частью процессорного чипа, в котором транзисторов мало (например, исходный чип 6502 содержал PLA для управления различными операциями процессора [2] ).
Одним из применений PLA является реализация контроля над трактом данных . Он определяет различные состояния в наборе команд и создает следующее состояние (путем условного ветвления). [например, если машина находится в состоянии 2, и перейдет в состояние 4, если инструкция содержит поле немедленного действия; тогда PLA должен определить действия элемента управления в состоянии 2, установит следующее состояние равным 4, если инструкция содержит непосредственное поле, и определит действия элемента управления в состоянии 4]. Программируемые логические массивы должны соответствовать диаграмме состояний системы.
В самых первых домашних компьютерах Commodore 64 , выпущенных в 1982 году (в начале 1983 года), первоначально использовался программируемый PLA Signetics 82S100, но по мере роста спроса MOS Technology / Commodore Semiconductor Group начала производить PLA с программированием по маске, который имел номер детали 906114-01. [3]