Программируемый логический модуль Советский патент 1986 года по МПК H03K19/94 

i1Изобретение отиоситс я к ус грой(1- 1зам реализации управляемых логически функций и может быть использовано в вычислительной технике.

Цель и.зобретеиия - расширение функциональных возможное- ей программируемого логического модуля за реализации большего числа логических функций.

На чертеже показана структурная схема программируемого логического модуля.

Программируемый логический модуль содержит семьдесят полевых транзисторов 1-70, одиннадцать входных шин 71-81 и две шины 82 и 83 питания, первая входная шина 71 соединена с затворами первого 1 и второго 2 полевых транзисторов, истоки которых соединены с первой шиной 82 питания, сток первого полевого транзистора 1 соединен с истоком третьего полевого транзистора 3, сток второго полевого, транзистора 2 соединен с истоко четвертого полевого транзистора 4, вторая входная шина 72 соединена с затвором пятого полевого транзис тора 5, исток и сток которого соединены соответственно с первой шиной 82 питния и истоком шестого полевого транзистора 6, затвор которого соединен третьей входной шиной 73,.четвертая входная шина 74 соединена с затворами седьмого 7 и восьмого 8 полевых транзисторов, пятая входная шина 75 соединена с затворами девятого 9 и десятого 10 полевьк транзисторов, шестая входная шина 76 соединена с затворами одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 полевых транзисторов,седьмая входная шина 77 соединена с затвором тринадцатого полевого транзистора 13, исток которого соединен со стоком четьфиадцатого полевого транзистора 14 и первой шиной 82 питания которая соединена со стоками третьего 3, четвертого 4, пятнадцатого 15, восьмого 8, десятого 10, двенадцатого 12, шестого 6, шестнадцатого 16 семнадцатого 17, восемьнадцатого 18 и девятнадцатого 19 полевых транзисторов, а также с истоками седьмого 7, девятого 9, одиннадцатого 11, двадцатого 20, двадцать первого 21, двадцать второго 22, двадцать третьего 23, двадцать четвертого 24, двадцать пятого 25, двадцать шестого 26, двад цать седьмого 27, двадцать восьмого 28 и двадцать девятогс 29 пм.иевых

TiKiii-.iiiC i-opiji-;, iv. rjpaH тина 83 питания соединена с истоками и затворами тридцатого К), тридиат. первого 31, тридцать второго 32, тp iдиaть треть- ei o 33, тридцать четвертого 34, трид- цат1; пятого 35 и гридцать шестого 36 полевых транзисторов, а также с затворами и стоками тридцать седьмого 37, тридцать восьмот о 38, тридцать

девятого 30, сорокового 40, сорок первого 41, сорок второгч) 42, сорок третьего 43, сорок четвертого 44, сорок пятого 45, сорок шестого 46, сорок седьмого 47, сорок,восьмого 48,

сорок девятог о 49, пятидесятого 50 полевых транзисторов, первая шина 82 питания соединена также с истоками пятьдесят первого 51, пятьдесят второго 52, пятьдесят третьего 53 и пятьДвсят четвертого полевых транзисторов и стоками пятьдесят пятого 55 и пятьдесят шестого 56 полевых транзисторов, сток пятого полевого транзистора 5 соединен со стоком тридцатого 30 и

затворами двадцать второго 22 и пятьдесят седьмого 57 полевых транзисторов, сток пятьдесят седьмого полевого транзистора 57 соединен с истоком тридцать седьмого 37 и затвором пятьдесят восьмого 58 полевых транзисторов, исток пятьдесят седьмого полевого транзистора 57 соединен со стоком двадцать третьего полевого транзистора 23, затвор которого соединен с восьмой 78 входной шиной, которая соединена с. затвором шестнадцатого полевого транзис тора 16, исток которого соединен со стоком двадцать второго полевого транзистора 22 и истоком пятьдесят восьмого полевого транзистора 58, сток которого соединен с истоком тридцать восьмого 38 и затвором третьего 3 полевых транзисторов,исток третьего полевого транзистора 3 соединен со стоком тридцать пятого полевого транзистора 35 и затворами двад- цатого 20 и пятьдесят девятого 59 полевых транзисторов, сток пятьдесят девятого 59 полевого транзистора соединен с истоком сорок пятого 45 и затворами шестидесятого 60 полевых транзисторов, исток пятьдесят девятого полевого транзистора 59 соединен со стоком двадцать первого полевого транзистора 21, затвор которого соединен с затвором пятнадцатого 15,

истоком сорокового 40 и стоком шестьдесят первого 61 полевого транзисто ,ра, исток шестидесятого полевого

3

.транзистора 60 соединен с истоком пятнадцатого 15 и стоком двадцатого 20 полевых транзисторов, сток шестидесятого 60 полевого транзистора соединен с истоком сорок шестого 46 и затвором четырнадцатого 14 полевых транзисторов, исток четырнадцатох о полевого транзистора 14 соединен со стоком тринадцатого 13 и стоком тридцать шестого 36 полевых транзисторов, а также с затворами пятьдесят четвертого 54 и шестьдесят второго 62 полевых транзисторов, сток шестьдесят второго полевого транзистора 62 соединен с истоком сорок девятого 49 и затвором шестьдесят третьего 63 полевого транзистора, исток шестьдесят второго 62 полевого транзистора соединен со стоком пятьдесят третьего полевого транзистора 53, затвор которого соединен с затвором пятьдесят шестого 56, истоком сорок восьмого 48 и стоком шестьдесят четвертого 64 полевых транзисторов, исток пятьдесят шестого полевого транзистора 56 соединен со стоком пятьдесят четвертого полевого транзистора 54 и истоком шестьдесят третьего полевого транзистора 63, сток которого соединен с истоком пятидесятого полевого транзистора 50 и является выходом 84 программируемого логического модуля, исток шестьдесят четвертого 64 полевого транзистора соединен с истоком пятьдесят пятого и стоком пятьдесят второго 52 полевых транзисторов, затвор пятьдесят пятог полевого транзистора 55 соединен с затвором пятьдесят первого 51, истоком сорок четвертого 44 и стоком шестьдесят пятого 65 полевых транзисторов, сток пятьдесят первого полевого транзистора 51 соединен с истоком шестьдесят шестого полевого транзистора 66, сток которого соединен с затвором шестьдесят четвертого 64 и истоком сорок седьмого 47 полевых транзисторов, затвор шестде- сят шестого полевого транзистора 66 соединен с затвором пятьдесят вто рого полевого транзистора 52 и со стеком тридцать четвертого 34, стоко второго 2 и истоком четвертого 4 полевых транзисторов, исток шестьдесят пятого полевого транзистора 65 соединен со стоком двадцать шестого 26 и истоком двенадцатого полевых транзисторов, затвор шестьдесят пятого полевого транзистора 65 соединен с ис332744

током с;о))ок т етьегч 43 и стоком шестьдесят седьмого полевых транзисторов 67,исток шестьдесят седьмого полевого транзистора 67 соединен со стоком 5 одиннадцатого полевого транзистора 11,затрор шестьдесят седьмого полевого транзистора 67 соединен с затвором двадцать шестого полевого транзистора 2Ь, стоками двадцать седьмо)Q го 27 и тридцать третьего 33, а также истоком девятнадцатого 14 полевых транзисторов, вторая шина 72 управления соединена с затворами двадцать седьмого 27, двадцать восьмого 28 и

5 двадцать девятого 29 полевых транзисторов, девятая управлякяцая шина 79 соединена с затвором семнадцатого полевого транзистора 17, исток которого соединен со стоком двадцать де2Q вятого 29,тридцать первого 31 и затворами шестьдесят восьмого 68 и двадцать четвертого 24 полевых транзисторов, сток седьмого полевого транзистора 7 соединен с истоком шестьде25 сят восьмого полевого транзистора 68, сток которого соединен с истоком тридцать девятого 39 и затвором шестьдесят первого 61 полевых транзисторов, исток шестьдесят первого полевого 1 транзистора 61 соединен со стоком двадцать четвертого 24 и истоком восьмого 8 полевых транзисторов, десятая шина 80 управления соединена с затвором восемнадцатого полевого транзистора 18, исток которого соединен со стоком двадцать восьмого 28, стоком тридцать второго 32 и затворами двадцать пятого 25 и шестьдесят девятого 69 полевых транзисторов, сток шестьдесят девятого полевого транзистора 69 соединен с истоком сорок первого 41 и затвором семидесятого 70 полевых транзисторов, исток шестьдесят девятого 69 полевого транзистора соединен со

стоком девятого 9 полевого транзистора, сток двадцать пятого полевого транзистора 25 соединен с истоком десятого 10 и истоком семидесятого 70 полевых транзисторов, а сток се50 мидесятого полевого транзистора 70 соединен с истоком сорок второго 42 и затвором четвертого 4 полевых транзисторов, а одиннадцатая шина 8t управления соединена с затвором де55 вятнадцатого полевого транзистора 19. Входные шины 71, 72 и 77 являются информационными входами. Входные шины 73 - 76 и 78 - 81 являются настроеч30

5

НЫМИ входами. Транзисторы 5, 6 и 30 образуют первый элемент И 85, транзисторы 17, 29 и 31 образуют второй элемент И 86, транзисторы 18, 28 и 32 образуют третий элемент И 82,транзисторы 19, 27 и 33 образуют четвертый элемент И 88, транзисторы 1, 3 и 35 обра зуют пятый элемент И 89, транзисторы 2, 4 и 34 образуют шестой элемент И 90, транзисторы 13, 14 и 36 образуют седьмой элемент И 91, транзисторы 16, 22, 23, 37„ 38., 57 и 58 образуют первый элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 92, транзисторы 7, 8, 24, 39,, 40, 61 и 68 образуют второй элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 93, транзисторы 9, 10, 25, 41, 42, 48 и 69 образуют третий элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 94, транзисторы 11, 12,,26, 43, 44, 65 и 67 образуют четвертый элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 95, транзисторы 15, 20, 21, 45, 46, 59 и 60 образуют пятьш элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 96, транзис- торы 47, 48, 51, 52, 55, 64 и 66 об- разуют шестой элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 97, транзисторы 49, 50, 53, 54, 56, 62 и 69 образуют седьмой элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 98.

Программируемьй логический модуль функционирует следующим образом.

На управляющие входы модуля 73, 78, 79, 74, 80, 75, 81 и 76 подаются настроечные сигналы U , U. , U , U, , Uj , Ug , и, , Ug, которые могут принимать значения О,1 , х, с выходов первого 92, второго 93, третьего 94 и четвертого 95 элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ соответственно снимаются логические зависимости

f, ,U, U,v x,0,V0, U,;

,, vxjil,,, ;

f, ,. U. . , x,rU, ,

которые реализуют любые булевые функции двух nepeMeFfHbix х , х ; с выходов пятого 96 и шестого 97 элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ соответственно снимаются пот ичес кие зависимости

fj п, ,f. ,«; f. - J.f. f . f, 2)

На выходе 84 лрстраммируемог о модуля логичес кая зависимость имеет пид

- X . F , f

f.

- f. .

(3)

10

, Q s

,Q

5

Для доказательства того что предлагаемый модуль реализует булевые функции четырех переменных покажем, что логическая зависимость / /, вни- маемая с выхода модуля, реализует функп,ии четырех переменных.

Любая логическая функция четьфех переменнъгх, которую необходимо реализовать, может быть представлена следую111им выражением

, F()(3r-;)vx,M (x77x;j (4)

Преобразуем выражение С3), домно- жив члены f f на 1 (х., v х.), полу- чймР ()х f VX, R(f, f) , (5)

сравнивая выражения (4) и (5) видно, что f Ч /х,, х) (6) ) R(f, , fj (7).

и ,(х,

-5

Из выражения (7) следует, что при известных функ1щях f и ч, функ- 1ртя f,. должна быть равна f RCf(x.х ) , (Ьг,)) (8). S - ч

Из выражения (8) следует,что для функции четырех переменных всегда найдутся функции f и f , при подстановке которых в выражение (3) получим: н гжную функцию четырех переменных. Аналогично можно показать, что эти логические зависимости реализуют функции трех переменных, т.е. fj и fg - функция трех переменньгх, зависящих от переменньгх х, Xj, х, так как алфавит настроек 0,1, х , х при условии, что настроечные сигналы (-{еняются одновременно с информационными .

Формула изобретения

Программируемьй логический модуль, :одержащий двенадцать полевых транзисторов, шесть входных шин и две шины питания, первая входная шина соединена с затворами первого и второго полевмх транзисторов, истоки которых соединены с первой пмной питания, сток первого полевого транзистора соединен -с истоком третьего полевого транзистора, сток второго полевого транзистора соединен с истоком четвертого полевого транзистора, вторая входная шина соединена с затвором пятого полевого транзистора, исток и сток которого.соединены соответственно с первой шиной питания и истоком, шестого полевого транзистора, затвор которого соединен с третьей входной Егиной, четвертая пходная ши

на соединена с затворами седьмого и восьмого полевЕ)1Х транзисторов, пятая входная шина соединена с затворами деиятого и десятого полевых транзисторов, шестая входная шина соедине- на с затворами одиннадцатого и двенадцатого полевых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональнььч возможностей за счет реализации большего числа логических функций, в него дополнительно введено пять входных шин и пятьдесят восемь полевых транзисторов, седьмая входная шина соединена с затвором тринадцатого полевого транзистора, исток которого соединен со стоком четырнадцатого полевого транзистора и первой шиной питания, которая соединена со стоками третьего, четвертого, пятнадцатого, восьмого, десятого, двенадцатого, шестого, шестнадцатого, семнадцатого восемнадцатого и девятнадцатого полевых транзисторов, а также с истоками седьмого, девятого, одиннадцатого, двадцатого, двадцать первого, двадцать второго, двадцать третьего, двадцать четвертого,двадцать пятого, двадцать шестого двадцать седьмого, двадцать восьмого и двадцать девятого полевых транзисторов, вторая шина питания соединена с истоками и затворами тридцатого,тридцать первого, тридцать второго, трйд

цать третьего, тридцать четвертого.

тридцать пятого и тридцать шестого , полевых транзисторов, а также с затворами и стоками тридцать седьмого, тридцать восьмого, тридцать девятого сорокового, сорок первого, сорок второго,сорок третьего, сорок четвертого, сорок пятого, сорок шестого, Ч:о- рок седьмого, сорок восьмого, сорок, девятого и пятидесятого полевых транзисторов, первая шина питания соединена также с истоками пятьдесят первого, пятьдесят второго , дятьдесят третьего и пятьдесят четвертого полевых транзисторов и стоками пятьдесят пятого и пятьдесят шестого поле- вых транзисторов, сток пятого полевого транзистора соединен со стоком тридцатого и затворами двадцать второго и пятьдесят седьмого полевых

транзисторов, сток пятьдесят седьмого полевого транзистора соединен с истоком тридцать седьмого и затвором пятьдесят восьмого полевых транзисторов.

10

15

20

0

5

0

5

5

tiCToK ляпьдесят сед.ьмого полевого транзис сора соединен со стоком двадцать третьего псъчевого транзистора, затвор которог о соединен с восьмой входной шиной, которая соединена с затвором шестнадцатого полевого.транзистора, исток которого соединен со стоком двадцать второго полевого транзистора и истоком пятьдесят восьмого полевого транзистора, сток которого соединен с истоком тридцать восьмого и затвором третьего полевых транзисторов, исток третьего полевого транзистора соединен со стоком тридцать пятого полевого транзистора и затворами двадцатого и пятьдесят девятого полевых транзисторов, сток пятьдесят девятого полевого транзистора соединен с истоком сорок пятого и затвором шестидесятого полевых транзисторов, исток пятьдесят девятого полевого транзистора соединен со стоком двадцать первого полевого транзистора, затвор которого соединен с затвором пятнадцатого, истоком сорокового и стоком шестьдесят первого полевых, транзисторов, исток шестидесятого полевого транзистора соединен с истоком пятнадцатого и стоком двадцатого полевых транзисторов,сток шестидесятого полевого транзистора со€1динен с истоком сорок шестого и затвором четьфиадцатого полевых транзисторов, исток четырнадцатого полевого транзистора соединен со стоком тридцатого и стоком тридцать шестого полевых транзисторов, а также с затворами пятьдесят четвертого и шестьдесят второго полевых транзисторов, сток шестьдесят второго полевого транзистора соединен с истоком сорок девятого и затвором шестьдесят третьего полевых транзисторов, исток шестьдесят второго полевого транзистора соединен со стоком пятьдесят , третьего полевого транзистора, затво которого соединен с затвором пятьдесят шестого, истоком сорок восьмого и стоком шестьдесят четвертого полевых транзисторов, исток пятьдесят шестого полевого транзистора соединен со стоком пятьдесят четвертого полевого транз {стора и истоком шестьдесят третьего полевого транзистора, сток которого соединен с истоком пятидесятого полевого транзистора и является выходом программируемого логииргкп гп МОДУЛЯ, исток шестьде-

сят четвертого полевогст транзистора соединен с истоком пят1 десят пятого и стоком пятьдесят второго полевых транзисторов, затвор пятьдесят пя- того полевого транзистора соединен с затвором пятьдесят перяого, истоком сорок четвертого и стоком шестьдесят пятого полевых транзисторов, сток пятьдесят первого полевого тран зистора соединен с истоком-шестьдесят шестого полевого транзистора, сток которого соединен с затвором И1естьдесят четвертого и истоком сорок седьмого полевых транзисторов, затвор шестьдесят шестого полевого транзистора соединен с затвором пятьдесят второго полевого транзистора и со стоком тридцать четвертого, стоком второго и истоком четвертого полевых транзисторов, исток шестьдесят пятого полевого транзистора соединен со стоком двадцать шестого и истоком двенадцатого полевых транзисторов, затвор шестьдесят пятого поле вого транзистора соединен с истоком сорок третьего и стоком шестьдесят седьмого полевых транзисторов,исток шестьдесят седьмого полевого транзистора соединен со стоком одиннадца- того полевого транзистора, затвор шестьдесят седьмого полевого транзистора соединен с затвором двадцать шестого полевого транзистора, стоками двадцать седьмого и тридцать третьего, а также истоком девятнадцатого полевых транзисторов, вторая управления соединена с затворами двадцать седьмого, двадцать восьмого и двадцать девятого полевых

Редактор А. Сабо

(. оста витель О. Окворцов

Тг хред О .СопкоКорректор Е. Сирохман

Заказ 278А/ 7 Тираж 816Подписное

ВНИИПИ ГocyДc pcтвPннoJ (l ко - итста

по дечам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, PayiiRKJin лаб„, д, А/5

11роизнод| -т11ен}нг-полигрп } ичег кое ч -; -.крпятп;-, г. V rofii;,,

ю ts 0 5 о

5

транзисторов, денятгяя входная шина соединена с затвором семнадцатого полевого транзистора, исток которого соединен со стоком двадцать девятого, тридцать первого и затворами шестьдесят восьмого и двадцать четвертого полевых транзисторов, сток седьмого полевого транзистора соединен с истоком шестьдесят восьмого полевого транзистора, сток которого соединен с истоком тридцать девято1 о и затвором шестьдесят первого полевых транзисторов, исток шестьдесят четверто- го полевого транзистора соединен со стоком двадцать четвертого и истоком восьмого полевых транзисторов, десятая входная шина соединена с затвором восемнадцатого полевого транзистора, исток которого соединен со стоком двадцать восьмого, стоком тридцать второго и затворами двадцать пятого и шестьдесят девятого полевых транзисторов, сток шестьдесят девятого полевого транзистора соединен с истоком сорок первого и затвором семидесятого полевых транзисторов, исток шестьдесят девятого полевого транзистора соединен со стоком девятого полевого транзистора, сток двадцать пятого полевого транзистора соединен с истоком десятого и истоком семидесятого полевых транзисторов, сток семидесятого полевого транзистора соединен с истоком сорок второго и затвором четвертого полевых транзисторов, а одиннадцатая входная шина соединена с затвором девятнадцатого полевого транзис - тора.

Изобретение относится к устройствам реализации управляемых логических функций. Может быть использовано в вычислительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей предложенного логического модуля, достигается за счет реализации им большого чис.ла логических функций. Программируемый логический модуль вьтолнен на полевых транзисторах 1-70, содержит входные шины 71-81 и две шины питания 82 и 83, Для достижения поставленной цели в не- него были введено пять входных шин и пятьдесят восемь полевых транзисторов. 1 ил. (Л to 00 со го 4;