المصفوفة المنطقية المبرمجة

المصفوفة المنطقية المبرمجة ( بالإنجليزية The programmable Logic Array أو إختصارا PLA)

إذا قلنا أن ذاكرة الـ ROM دارة تركيبية منطقية فإن هذا لكلام ليس غريباً فذاكرة الـROM تحتوي على مخرج أو أكثر كل منها تابع منطقي للمداخل كما أنها نتألف ( كما وجدنا سابقاً ) من مستويين : المستوى الأول يتألف من بوابات AND المشكلة لفاك الشيفرة و المستوى الثاني الذي يتألف من بوابات OR التي تشكل المشفرة و بما أن البنية البوابية AND-OR يمكن أن تولد أي تابع منطقي للمداخل لذلك يمكن اعتبار مداخل العنوان لذاكرة الـ ROM مداخل لدارة تركيبية و الكلمة المقروءة منها كمصفوفة من الخانات كل منها يشكل التابع المنطقي لجميع المداخل . في كثير من الأحيان حينما تكون هناك حاجة إلى منطق معقد يمكن أن تستخدم ذاكرة الـ ROM كبديل أبسط و أفضل من المجموعة الكبيرة من بوابات AND و OR اللازمة لتحقيق هذا المنطق .

لنفترض الآن أننا نريد بناء بنية كالـ ROM من أجل استخدامها كدارة تركيبية منطقية و ليس ذاكرة و أن هذه البنية تحتوي على (149 مدخلاً تعطي ثمانية توابع منطقية مستقلة .

إذا أردنا بناء هذه البنية كذاكرة سنجد ذلك صعباً لأن ذلك يتطلب تشكيل ذاكرة كبيرة تبلغ (214X23=217 ) . أما إذا كنا مستعدين لتحديد درجة تعقيد المنطق المطلوب فمن الممكن بناء بنية من نوع Rom مزودة بعدد كبير من المداخل والمخارج . تسمى مثل هذه البنية بالمصفوفة المنطقية Logic Array وهذه البنية كما هو متوقع ستكون شبيهة ببنية ذاكرة الـ ROM . من الممكن برمجة المصفوفات المنطقية خلال عملية التصنيع لتعطي التوابع المنطقية المطلوبة وذلك باختيار المواضع التي سيتم فيها وصل الخطوط المتقاطعة المشكلة للمصفوفة ويسمى هذا النوع من المصفوفات بالمصفوفات المنطقية المبرمجة (PLA) programmed Logic Array . فإذا كانت هذه الدارات من النوع القابل للبرمجة من قبل المستثمر تسمى عندها بـ ( FPLA ) أي المصفوفات المنطقية المبرمجة في الحقل . Field programmable Logic A كمثال على المصفوفات المنطقية المبرمجة المتوفرة تجارياً نورد الدارة ( 7575) المحتوية على (14) مدخلاً و (8) مخارج . ويظهر الشكل (7- 17 ) البنية المنطقية لهذه الدارة . وقد تم تطبيق المداخل I0,…….I13 على عواكس للحصول على المتممات I0,…….I13 بالإضافة إلى الإشارات الغير متممة . تحتوي هذه الدارة على 96 بوابة AN ( تتطلب ذاكرة ROM بـ 14 خانة 214 بوابة AND تمتلك كل منها قدرة استقبال 14 بوابة ( FAN – IN ) . يتم تحديد مداخل الدارة خلال عملية التصنيع وذلك بوضع الوصلات المناسبة مابين الخطوط I,I ومداخل بوابات AND الموافقة فإذا كان كل من مداخل بوابة AND موصول بأحد الخطوط I أو I فإن مخرج البوابة سيكون حداً أصفرياMinterm والافان الخرج سيكون مجموع لحدود دنيا . تمتلك كل من بوابات OR قدرة استقبال 96 بوابة . لذلك من الممكن وصل بعض أو جميع مخارج بوابات AND على مداخل بوابة الـ OR تم تزويد مخارج بوابات OR بعواكس يمكن فصلها عن الخرج عند اللزوم كما هو مبين بالخطوط المنقطة في الشكل (7-17 ) مما يسمح بالحصول على التابع ( F ) أو متممه ( F) .

إذا أردنا استخدام دارة PLA كالمبينة في الشكل (7-17 ) لتوليد ثمانية توابع أو أقل لمتحولات الدخل فبلا مكان التأكد من ذلك كل تابع كمجموع جداءات ثم بعد ذلك نحصي عدد الجداءات المختلفة الموجودة في صيغة التابع فإذا كان العدد أقل أو يساوي الـ 96 فهذا يعني أن دارة الـ PLA المذكورة مناسبة للغرض المطلوب أما إذا كان العدد أكبر فهذا يعني عدم صلاحية هذه الدارة .