Наращивание (расширение) ПЛМ
Если размерность задачи превосходит возможности имеющихся ПЛМ, приходится их наращивать. Когда число функций в системе N превосходит число выходов ПЛМ, несколько ПЛМ включаются параллельно по входам (рис. 10.6). На выходах каждой из ПЛМ воспроизводится часть функций. Общее число ПЛМ определяется как ùN/né. Так как число термов предполагается достаточным (lсист < l), все ПЛМ могут быть запрограммированы на одни и те же термы.
Рисунок 10.5 — Схема включения ПЛМ при воспроизведении скобочных форм переключательных функций
Если число термов системы lсист превышает число термов ПЛМ (lсист>l), то к одной ПЛМ подключаются дополнительные с тем же числом входов и выходов. По входам ПЛМ включаются параллельно, а соответствующие выходы соединяются по ИЛИ или просто объединяются, если это выходы с третьим состоянием или возможностями монтажной логики. Каждая ПЛМ программируется на свои термы, затем из термов «собираются» на выходах нужные функции (рис. 10.7).
Расширение числа входов — наиболее сложная задача, связанная с декомпозицией системы функций. В частном случае, если все термы содержат не более m переменных, множество термов можно разбить на подмножества, содержащие не более m одинаковых переменных. Для реализации потребуется число ПЛМ, равное числу подмножеств, а выходы ПЛМ будут соединены так же, как и при расширении числа термов. Входными переменными каждой ПЛМ будут только связанные с образованием термов данного подмножества.
Рисунок 10.6 — Схема расширения ПЛМ по числу выходов
Рисунок 10.7 — Схема расширения ПЛМ по числу термов
Часто в числе входных переменных ПЛМ имеются тактирующие сигналы, взаимно исключающие друг друга в смысле одновременности вхождения термы. Такие сигналы можно разделить на группы (подмножества), каждая из которых вместе с оставшимися переменными может обрабатываться отдельной ПЛМ (рис. 10.8).
Рисунок 10.8 — Схема первого варианта расширения ПЛМ по числу входов
Стандартным приемом расширения ПЛМ по входам является перенос избыточного числа аргументов на предварительный дешифратор, выходы которого разрешают работу одной из ПЛМ, обрабатывающих оставшуюся часть аргументов. Этот прием рассматривался ранее применительно к наращиванию дешифраторов и других схем. Расширение числа входов ПЛМ на единицу, произведенное по такому методу, показано на рис. 10.9. Для значительного расширения числа входов этот прием мало пригоден, т. к. избыточные переменные образуют слова, подвергающиеся полной дешифрации, что резко увеличивает число ПЛМ в схеме (удваивает с добавлением каждого избыточного входа).
Рисунок 10.9 — Схема расширения числа входов ПЛМ на единицу
Первые отечественные ПЛМ были выпущены в составе серии К556 (микросхемы РТ1, РТ2 схемотехнологии ТТЛШ с программированием прожиганием перемычек). Их размерность 16 входов, 48 термов, 8 выходов, задержка около 50 нc. Микросхема РТ1 имеет выходы с открытым коллектором, а микросхема РТ2 имеет выходы с тремя состояниями.