Chương 6: Các thiết bị Logic lập trình được pot

Khoa KTMT Vũ Đức Lung 1
Chương 6: Các thiết bị Logic lập trình được
Chương 6: Các thiết bị Logic lập trình được

Bộ nhớ bán dẫn

Bộ nhớ bảng

Programmable Logic device

Thiết kế hệ thống số dùng ROM

Cấu trúc nội của ROM
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 2
Bộ nhớ bán dẫn
Bộ nhớ bán dẫn
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 3
Bộ nhớ bảng
Bộ nhớ bảng

Ðịa chỉ A:
0 <= A <= 2
N
–1
N - độ rộng từ của địa
chỉ.
Độ rộng từ dữ liệu
thường là m =
1,8,16,32,64,… bit

Dung lượng bộ nhớ

K được xác định bởi:
K=mxn (bit)
Với m là độ rộng từ dữ
liệu, n là số địa chỉ
Bảng ROM có N=3 bit địa chỉ, m=2 bit dữ liệu
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 4
Programmable Logic device

PLD: tên gọi tổng quát của một IC số có thể lập trình
được để thực hiện các hàm logic khác nhau.

Các thiết kế dùng PLD có các ưu điểm sau:
–
Tăng khả năng tích hợp.
–
Công suất thấp.
–
Tăng độ tin cậy.
–
Giá thành thấp.
–
Dễ sử dụng.
–
Dễ dàng thay đổi.
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 5
Thiết kế hệ thống số dùng ROM
Thiết kế hệ thống số dùng ROM

ROM- mạch tổ hợp có m ngõ vào và n ngõ ra
A

0
A
1
A
2
.
.
.
A
m-2
A
m-1
D
0
D
1
D
2
.
.
.
D
n-2
D
n-1
Ngõ vào
Ngõ ra
Khoa KTMT Vũ Đức Lung
Tổ chức bộ nhớ
Tổ chức bộ nhớ

Khoa KTMT Vũ Đức Lung
Illustration of the write operation
Illustration of the write operation
Khoa KTMT Vũ Đức Lung
Illustration of the read operation.
Illustration of the read operation.
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 9
Dùng ROM thực hiện hàm Logic
Dùng ROM thực hiện hàm Logic

Có thể dùng ROM như bất cứ phần tử logic tổ hợp nào

ROM là bộ nhớ không bốc hơi (nonvolatile memory) vì nội
dung của nó vẫn giữ được ngay cả khi không cấp điện

Ví dụ:
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 10
Dùng ROM thực hiện hàm Logic (tt)
Dùng ROM thực hiện hàm Logic (tt)

Ví dụ 2: Dùng ROM đề thực hiện hàm nhân nhị phân
không dấu cho 2 số nhị phân 4 bit.

Sử dụng ROM 28 x 8 (256 x 8) với kết nối như hình sau:
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 11
Dùng ROM thực hiện hàm Logic (tt)
Dùng ROM thực hiện hàm Logic (tt)

Nội dung ghi ROM của ví dụ 2
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 12

Cấu trúc nội của ROM
Cấu trúc nội của ROM

ROM 8x4 giải mã một chiều
Đường từ
(word line)
Đường bit
(bit line)
0001
Các MOS ROM thường dùng
transistor thay cho diode
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 13
Cấu trúc ROM với giải mã hai chiều
Cấu trúc ROM với giải mã hai chiều

xây dựng một ROM 128x1
Ưu điểm:
-
Giảm tính phức tạp việc giải mã
-
ROM có một kích thước vật lý gần vuông
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 14
ROM 32Kx8
ROM 32Kx8
D
7
D
6
D
5

D
3
D
2
D
1
D
0
D
4
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 15
Các kiểu ROM thương mại
Ghi 1 lần, công suất cao,
mật độ thấp
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 16
Các ngõ vào điều khiển và định thì ROM
Các ngõ vào điều khiển và định thì ROM
.
.
.
.
.
.
.
.
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 17
PLD tổ hợp (Combinational PLD)

Dãy Logic lập trình được (PLA)


Có hai loại PLA
–
PLA lập trình mặt nạ (Mask programmable): được lập trình lúc chế tạo
(tương tự PROM)
–
PLA lập trình trường (field programmable) có các nối kết cầu chì (fusible
link) có thể làm đứt để lưu trữ các mẫu trong các dãy AND và OR.
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 18
Dãy Logic lập trình được (PLA)
Dãy Logic lập trình được (PLA)

Ví dụ PLA 4x3 với 6 số hạng tích
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 19
PLD tổ hợp (Combinational PLD)

Logic dãy lập trình được PAL (Programmable Array
Logic)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 20
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 21
PLD tổ hợp (Combinational PLD)

Dãy cổng lập trình được (programmable gate Array -
PGA)
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 22
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 23
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 24
Khoa KTMT Vũ Đức Lung 25