Для реализации комбинационной схемы автомата наряду с логическими элементами малой степени интеграции могут быть использованы постоянно-запоминающие устройства (ПЗУ, ROM) и программируемые логические матрицы (ПЛМ, PLA), относящиеся к схемам средней степени интеграции.
Рис. 4.25
ПЛМ и ПЗУ это элементы, которые предназначены для реализации системы из m булевых функций, зависящих от n переменных.
Оба элемента можно рассматривать как устройство, состоящее из двух матриц M1 и M2 (рис. 4.25):
Матрица M1 предназначена для реализации q различных конъюнкций. Матрица M2 предназначена для реализации дизъюнкции этих конъюнкций. На вход матрицы M1 поступают прямые и инверсные значения входных переменных, на выходе получаются конъюнкции от n этих переменных. Выходы матрицы M1 называются промежуточными шинами и являются входами матрицы M2. Выходы матрицы M2 реализуют булевы функции системы
В ПЗУ матрица M1 представляет собой дешифратор т.е. q = 2n и входной набор значений двоичных переменных x1, x2,… xn рассматривается как адрес ячейки памяти, в которой хранятся значения булевых функций системы f1, f2, … fm
Исходным заданием системы булевых функций, для реализации на ПЗУ, является таблица истинности системы булевых функций или это может быть представление системы булевых функций в виде карт Карно до её минимизации. Если булевы функции исходной системы являются не полностью определенными, то для построения таблицы “прошивки” (программирования) ПЗУ необходимо доопределить систему функций на тех наборах, на которых определена хотя бы одна функция системы. Например, для системы функций, представленной ранее картами Карно (табл. 4.10 – 4.14), данные для “прошивки” (программирования) для ПЗУ приведены в табл. 4.20.
ПЛМ, в отличие от ПЗУ, позволяет реализовать систему из m булевых функций от n переменных, содержащую не более q неповторяющихся конъюнкций. В матрице М1 может быть реализовано q конъюнкций от n входных переменных, в матрице M2 - m дизъюнкций от конъюнкций, полученных в матрице М1.
Таблица 4.20
| x | y1 | y2 | y’S1 | y’R1 | y’S2 | y’R1 | z |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
При реализации системы булевых функций на ПЛМ ее удобно представить в обобщенной табличной форме. Эта табличная форма может, быть непосредственно использована для “прошивки” (программирования) ПЛМ. В таблице “прошивки” должно быть не более q строк, ее левая часть используется для настройки матрицы M1, правая - для настройки матрицы M2. Например, для системы функций, полученной в результате минимизации с помощью карт Карно (табл. 4.10 – 4.14) , её обобщенная табличная форма, приведенная в табл.4.21 является информацией для “прошивки” (программирования) ПЛМ.
z = 
2;
y’S1 = 
1, y’R1 = 2;
y’S2 = 2, y’R2 = y1 y2.
Таблица 4.21
| x | y1 | y2 | y’S1 | y’R1 | y’S2 | y’R1 | z |
| | -- | | | | | | |
| -- | | -- | | | | | |
| -- | -- | | | | | | |
| -- | | | | | | | |
Располагая ПЗУ с s адресными входами и t выходами, систему функций с n входными переменными и m функциями в случае, n ≤ s и m > t т.е. если число функций больше числа выходов ПЗУ, то можно для реализацию этой системы построить из нескольких ПЗУ по схеме на рис.4.26. Каждое ПЗУ в этой схеме реализует "свою" группу функций.
Аналогично располагая ПЛМ с s входами, t выходами и q промежуточными шинами, систему m булевых функций от n аргументов с r неповторяющимися конъюнкциями для случая n ≤ s, m > t, r ≤ q можно реализовать по схеме на рис.4.26. Все ПЛМ в этой схеме формируют одни и те же конъюнкции, однако каждая реализует свою группу функций.
Рис. 4.26
Для случая n ≤ s , m ≤ t, r > q, т.е. когда существенным является ограничение по числу промежуточных шин, схема приобретает вид на рис. 4.27. Каждая из ПЛМ в этой схеме реализует свою дизъюнкцию группы конъюнкций от общих входных переменных. Электрическим соединением выходов ПЛМ реализуется, так называемое, “электрическое ИЛИ” каждой такой дизъюнкции, которое допустимо для ПЛМ и не допустимо для логических элементов.
Рис. 4.27
Если число переменных, реализуемой системы булевых функций, превышает число входов ПЛМ или ПЗУ, то необходимо исходную систему декомпозировать на подсистемы, каждая из которых зависит от меньшего, чем исходная, числа переменных.
Условное графическое обозначение ПЗУ и ПЛМ в функциональных схемах приведено на рис. 4.28:
Рис. 4.28
