Программируемые матрицы логики (PAL).

В программируемой логической матрице (ПЛМ) обе матрицы логических элементов "И" и "ИЛИ" программируемы. ПЛИС, в которых матрица логических элементов "И" является программируемой, а матрица логических элементов "ИЛИ" фиксированной, получили название программируемых матриц логики ПМЛ или PAL — Programmable Array Logic (англ.). Поскольку изготовить такие устройства проще, чем ПЛМ, они имеют меньшую стоимость и обладают улучшенными характеристиками, что привело к их высокой популярности. Пример ПМЛ с тремя входами, четырьмя логическими элементами "4ИЛИ", реализующими четыре минтермашестого ранга и двумя выходами представлен на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1. Обобщенная структура программируемых матриц логики (ПМЛ)

Напомню, что в схеме, приведенной на рисунке 4.1, действует следующее соглашение: Количество входов у логических элементов "И" равно количеству проводников на входе схемы (в данном случае шесть). Соединения, помеченные крестиком подключены ко входам логического элемента, остальные входы логического элемента "И" подключены через резистор к источнику питания, а значит не влияют на результат работы. Представленные на рисунке 4.1 запрограммированные соединения реализуют следующие логические функции:

Логические элементы "4И", реализующие термы P1 и P2 аппаратно соединены с первым элементом ИЛИ, а логические элементы "4И", реализующие термы P3 и P4 аппаратно соединены со вторым элементом. Эти соединения не могут программироваться. По сравнению с ПЛМ, программируемые матрицы логики обладает меньшей гибкостью программирования. ПМЛ позволяет использовать четыре терма в качестве входов для элементов ИЛИ, а элементы ИЛИ в ПМЛ имеют только два фиксированных входа. Для компенсации этого недостатка производители ПМЛ производят микросхемы разного объема с различным числом входов и выходов, а также различным числом входов логических элементов "ИЛИ".

К программируемым матрицам логики относятся большинство современных ПЛИС небольшой степени интеграции. В качестве примера подобных микросхем можно привести отечественные ИС КМ1556ХП4, КМ1556ХП6, КМ1556ХП8, КМ1556ХЛ8, ранние разработки микросхем ПЛИС (середина-конец 1980-х годов) фирм INTEL, ALTERA, AMD, LATTICE и др. Разновидностью этого класса микросхем являются ПЛИС, имеющие только одну (программируемую) матрицу логических элементов "И", например, микросхема 85C508 фирмы INTEL. Следующий традиционный тип ПЛИС — программируемая макрологика. Подобные микросхемы содержат единственную программируемую матрицу "И-НЕ" или "ИЛИ-НЕ", но за счёт многочисленных инверсных обратных связей способны формировать сложные логические функции. К этому классу относятся, например,ПЛИС PLHS501 и PLHS502 фирмы SIGNETICS, имеющие матрицу "И-НЕ", а также схема XL78C800 фирмы EXEL, реализованная на матрице логических элементов "ИЛИ-НЕ"