Matriz lógica programable

Una matriz lógica programable ( PLA ) es un tipo de dispositivo lógico programable que se utiliza para implementar circuitos lógicos combinacionales . La PLA tiene un conjunto de planos de compuerta AND programables , que se vinculan a un conjunto de planos de compuerta OR programables , que luego se pueden complementar condicionalmente para producir una salida. Tiene 2 ^N compuertas AND para N variables de entrada, y para M salidas de la PLA, debe haber M compuertas OR, cada una con entradas programables de todas las compuertas AND. Este diseño permite que muchas funciones lógicas se sinteticen en las formas canónicas de suma de productos .

Los PLA se diferencian de los dispositivos de lógica de matriz programable ( PAL y GAL ) en que tanto el plano de compuerta AND como el de compuerta OR son programables. Los PAL tienen compuertas AND programables pero compuertas OR fijas ^{[ aclaración necesaria ]}

En 1970, Texas Instruments desarrolló un circuito integrado programable con máscara basado en la memoria asociativa de solo lectura de IBM o ROAM. Este dispositivo, el TMS2000, se programó alterando la capa de metal durante la producción del circuito integrado. El TMS2000 tenía hasta 17 entradas y 18 salidas con 8 flip-flops JK para la memoria. TI acuñó el término "matriz lógica programable" para este dispositivo. ^[1]

1. Preparación en forma de SOP ( suma de productos ).
2. Obtenga el formato SOP mínimo para reducir el número de términos de producto al mínimo.
3. Decida la conexión de entrada de la matriz AND para generar el término de producto requerido.
4. Luego decide las conexiones de entrada de la matriz OR para generar los términos de suma.
5. Decidir las conexiones de la matriz de inversión.
6. Programa el PLA.

Diagrama de bloques PLA:

Las salidas deseadas para cada combinación de entradas podrían programarse en una memoria de solo lectura , con las entradas controladas por el bus de direcciones y las salidas leídas como datos. Sin embargo, eso requeriría una ubicación de memoria separada para cada combinación posible de entradas, incluidas las combinaciones que nunca se supone que ocurran, y también duplicar datos para condiciones de "no importa" (por ejemplo, lógica como "si la entrada A es 1, entonces, en lo que respecta a la salida X, no nos importa cuál sea la entrada B": en una ROM esto tendría que escribirse dos veces, una para cada valor posible de B, y a medida que se agregan más entradas "no importa", la duplicación crece exponencialmente); por lo tanto, una matriz lógica programable a menudo puede implementar una pieza de lógica utilizando menos transistores que el equivalente en la memoria de solo lectura. Esto es particularmente valioso cuando es parte de un chip de procesamiento donde los transistores son escasos (por ejemplo, el chip 6502 original contenía un PLA para dirigir varias operaciones del procesador ^[2] ).

Una aplicación de un PLA es implementar el control sobre una ruta de datos . Define varios estados en un conjunto de instrucciones y produce el siguiente estado (por ramificación condicional). [p. ej., si la máquina está en el estado 2 y pasará al estado 4 si la instrucción contiene un campo inmediato, entonces el PLA debe definir las acciones del control en el estado 2, establecerá el siguiente estado en 4 si la instrucción contiene un campo inmediato y definirá las acciones del control en el estado 4]. Las matrices lógicas programables deben corresponder a un diagrama de estados para el sistema.

Las primeras computadoras hogareñas Commodore 64 lanzadas en 1982 (hasta principios de 1983) inicialmente usaban un PLA Signetics 82S100 programado, pero a medida que aumentó la demanda, MOS Technology / Commodore Semiconductor Group comenzó a producir un PLA programado con máscara, que llevaba el número de pieza 906114-01. ^[3]

• Matriz de puertas programables en campo
• Matriz de puertas
• Lógica de matriz programable

• "Programmable Logic Array (PLA)". cmsc311 . Universidad de Maryland . 2003. Archivado desde el original el 14 de diciembre de 2017.
• "PLA (programmable logic array)". Applet de Java . Universidad de Hamburgo . Archivado desde el original el 15 de enero de 2013. Consultado el 7 de abril de 2010 .