Programmable Logic Devices (PLD) är viktiga komponenter i digitala system, vilket möjliggör anpassning av logiska funktioner. Användning av logiska grindar för att bygga dessa enheter innebär specifika tekniker och beräkningar för att säkerställa korrekt drift och effektivitet. Denna artikel utforskar de grundläggande metoderna som används för att utforma PLD med logiska grindar.
Grundläggande tekniker för att bygga PLDs
Byggandet av PLD: er börjar med valet av lämpliga logiska grindar som AND, OR och INTE grindar. Dessa grindar kombineras för att genomföra önskade logiska funktioner. Den primära tekniken innebär att skapa en programmerbar uppsättning logiska grindar som kan konfigureras för att utföra olika operationer.
Sammankopplingar mellan grindar etableras genom programmerbara switchar eller multiplexers, vilket möjliggör flexibilitet. Designprocessen inkluderar att definiera logikfunktionerna och kartlägga dem på porten array effektivt.
Tekniker för Logic Function Implementation
Genomförande av logiska funktioner i PLD kräver systematiska metoder som sum-of-products (SOP) och produkt-of-sums (POS). Dessa metoder förenklar processen med att utforma logiska kretsar genom att uttrycka funktioner i standardiserade former.
Till exempel kan en funktion F representeras som en summa av mintermer i SOP-form, som direkt kartlägger till AND-OR-gatekonfigurationer. Beräkningar innebär att identifiera de mintermer eller maxtermer som uppfyller funktionen.
Beräkningar för Logic Gate Design
Beräkningar vid utformning av PLD fokuserar på att minimera antalet portar och sammankopplingar. Boolean algebra förenklar logiska uttryck, minskar hårdvarukomplexiteten. Karnaugh kartor används också för att visualisera och minimera funktioner.
Till exempel, förenkla ett Boolean uttryck som (A OCH B) ELLER (A OCH C) resulterar i A OCH (B ELLER C), vilket minskar antalet portar som behövs. Dessa beräkningar förbättrar effektiviteten och hastigheten på den slutliga enheten.