JPS5948574B2 - プログラマブル・アレイ論理回路 - Google Patents
プログラマブル・アレイ論理回路Info
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- JPS5948574B2 JPS5948574B2 JP53060896A JP6089678A JPS5948574B2 JP S5948574 B2 JPS5948574 B2 JP S5948574B2 JP 53060896 A JP53060896 A JP 53060896A JP 6089678 A JP6089678 A JP 6089678A JP S5948574 B2 JPS5948574 B2 JP S5948574B2
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C17/00—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
- G11C17/14—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM
- G11C17/16—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM using electrically-fusible links
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
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- H03K19/17704—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns
- H03K19/17708—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays
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- H03K19/17716—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays with synchronous operation, i.e. using clock signals, e.g. of I/O or coupling register
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明1はプログラマブル・アレイ論理回路に関する。
バイポーラFROM(プログラマブル・リードオンリー
・メモリー)中に用いられている溶断可能なリンクを用
いてディジタル・システム・デザイナ−は「シリコン上
に書き込む」ことが可能となった。
・メモリー)中に用いられている溶断可能なリンクを用
いてディジタル・システム・デザイナ−は「シリコン上
に書き込む」ことが可能となった。
アルゴリズム、処理手順、プール伝達関数を通常の集積
回路型リード・オンリーメモリー(読出し専用記憶素子
)中に数秒以内に永久的に書き込むことができる。
回路型リード・オンリーメモリー(読出し専用記憶素子
)中に数秒以内に永久的に書き込むことができる。
FROMは、高速電算機や制御装置のマイクロプログラ
ム・ストア、ミニコンピユータやマイクロコンピュータ
の不揮発性プログラム・ストア、高速文字発生装置、高
速参照テーブルといった多数の目的に用いられる。
ム・ストア、ミニコンピユータやマイクロコンピュータ
の不揮発性プログラム・ストア、高速文字発生装置、高
速参照テーブルといった多数の目的に用いられる。
更に最近になって、プログラマブル集積回路は論理回路
アレイへと拡張された。
アレイへと拡張された。
これらの回路は時にPLA(プログラマブル・ロジック
・アレイ)とかFPDA(フィールド・プログラマブル
・ロジック・アレイ)と呼ばれる。
・アレイ)とかFPDA(フィールド・プログラマブル
・ロジック・アレイ)と呼ばれる。
以前のマスク・プログラマブル回路とは異なり、FPD
Aは裏面工場以外の場所でもプログラムすることができ
る。
Aは裏面工場以外の場所でもプログラムすることができ
る。
プログラム°デザイン中に問題が生じた場合には、いつ
でも単に、新しいFPLAプログラムを書き込み古いF
PLAを廃棄することによって修正することができる。
でも単に、新しいFPLAプログラムを書き込み古いF
PLAを廃棄することによって修正することができる。
もしある特定の応用分野において十分な数量の需用があ
り、コスト的に引さ合う場合には、マスクを設計してマ
スク・プログラマブル・アレイを作ることもできる。
り、コスト的に引さ合う場合には、マスクを設計してマ
スク・プログラマブル・アレイを作ることもできる。
PLAはランダム・ロジック回路鋼やデータ・ルーテン
グ、コード変換装置、命令解読装置、ステート・シーケ
ンスその他種々の機能を実現するのに用いられる。
グ、コード変換装置、命令解読装置、ステート・シーケ
ンスその他種々の機能を実現するのに用いられる。
PLAやFPLAの一般的な議論に関しては[電子機器
の設計J (Electronic[)esing)誌
第18巻24〜30頁(1976年9月1日発行)に掲
載された[PLAかμP?競合する場合と協力する場合
(PLAsorμPs?AtTimes They C
ompete、and At TimesThey
Cooperate ) Jを参照されたい。
の設計J (Electronic[)esing)誌
第18巻24〜30頁(1976年9月1日発行)に掲
載された[PLAかμP?競合する場合と協力する場合
(PLAsorμPs?AtTimes They C
ompete、and At TimesThey
Cooperate ) Jを参照されたい。
今日のFPLAは、論理ANDゲート及び論理ORゲー
トのアレイから構成され、上記アレイは特定の機能を果
たすようにプログラムすることができる。
トのアレイから構成され、上記アレイは特定の機能を果
たすようにプログラムすることができる。
その出力は選択された論理積(論理AND)の論理和(
論理OR)となる。
論理OR)となる。
尚、上記論理積は選択された入力に選択された符号を付
したものの積である。
したものの積である。
FRLAは、(1)任意の入力線が任意のANDゲート
入力に接続でき、(2)任意の論理積(AND出力)が
任意のORゲートによって和を取り得る、という機能に
よってプログラムできる。
入力に接続でき、(2)任意の論理積(AND出力)が
任意のORゲートによって和を取り得る、という機能に
よってプログラムできる。
上記の機能は、(1)回路入力とANDゲートの間、及
び(2)ANDゲート出力とORゲート入力の間にプロ
グラマブル・アレイもしくはマトリックスを設けること
によって実現される。
び(2)ANDゲート出力とORゲート入力の間にプロ
グラマブル・アレイもしくはマトリックスを設けること
によって実現される。
FROMの場合と同様にF RLAも2つのアレイの間
の導電体を熔断するか熔断しないで残しておくかするこ
とによってプログラムされる。
の導電体を熔断するか熔断しないで残しておくかするこ
とによってプログラムされる。
かかるFPLAの例としてはシグネテイツクス社のモデ
ル828100及び828101がある。
ル828100及び828101がある。
上述した現今のFPLAは、数多くの応用例において有
用ではあるが、次の欠点を有する。
用ではあるが、次の欠点を有する。
第1に、1個のFPLAに対して2個のフ宅グラマプル
・アレイを用いているためにICチップがかなり大型に
なる。
・アレイを用いているためにICチップがかなり大型に
なる。
従って歩止まりが悪く、コストが高く、ICパッケージ
が大型になる。
が大型になる。
第2に、かかるFPLAのフレキシビリティには限度が
あり、入力数、スピード、更に最も重要と思われるアー
キテクチャにおいて制限を受ける。
あり、入力数、スピード、更に最も重要と思われるアー
キテクチャにおいて制限を受ける。
今日のFPLAは実行可能なロジック・オペレーション
(論理演算)、アリスメテイツク・オペレーション(四
則演算)において強い制限を受けている。
(論理演算)、アリスメテイツク・オペレーション(四
則演算)において強い制限を受けている。
従って、本発明の目的の1つはフィールド・プログラマ
ブル・回路アレイの改良を行う点にある;本発明の今1
つの目的は、テップ寸法が小さく、従って製造及びパッ
ケージングのコストの低い改良型フィールド・プログラ
マブル論理回路アレイを与える点にある: 本発明の今1つの目的はそのアーキテクチャ設計と機能
の面において改良された改良型フィールド・プログラマ
ブル論理回路アレイを与える点にある: 本発明の今1つの目的は、回路設計及び回路の組立てに
おいて最大のフレキシビリティを与えるフィルド・プロ
グラマブル論理アレイのファミリを与える点にある; 本発明の更に今1つの目的は論理回路機能だけでなく、
四則回路機能をも有するフィールド・プログラマブル回
路アレイを与える点にある。
ブル・回路アレイの改良を行う点にある;本発明の今1
つの目的は、テップ寸法が小さく、従って製造及びパッ
ケージングのコストの低い改良型フィールド・プログラ
マブル論理回路アレイを与える点にある: 本発明の今1つの目的はそのアーキテクチャ設計と機能
の面において改良された改良型フィールド・プログラマ
ブル論理回路アレイを与える点にある: 本発明の今1つの目的は、回路設計及び回路の組立てに
おいて最大のフレキシビリティを与えるフィルド・プロ
グラマブル論理アレイのファミリを与える点にある; 本発明の更に今1つの目的は論理回路機能だけでなく、
四則回路機能をも有するフィールド・プログラマブル回
路アレイを与える点にある。
本発明によれば、改良型FPLAは単一のプログラマブ
ル・回路入力アレイ、即ちプログラマブル・回路人力マ
トリクスと、複数のANDゲート入力とから構成される
(論理積項)。
ル・回路入力アレイ、即ちプログラマブル・回路人力マ
トリクスと、複数のANDゲート入力とから構成される
(論理積項)。
ANDゲートのサブグループからの出力は次に個々の特
定のORゲート入力へ固定的に接続される(論理積の論
理和)。
定のORゲート入力へ固定的に接続される(論理積の論
理和)。
以後、改良型FPLAをプログラマブル・アレイ・ロジ
ック(PAL)と呼ぶ。
ック(PAL)と呼ぶ。
ANDゲートの入力をプログラマブル、即ち回路設計者
が選択できるようにし、ORゲートの入力をノンプログ
ラマブルとすることにより、設計上のフレキシリティが
ある程度犠牲になる。
が選択できるようにし、ORゲートの入力をノンプログ
ラマブルとすることにより、設計上のフレキシリティが
ある程度犠牲になる。
しかしPALのICテップ寸法を小さくすることにより
、フレキシビリティのわずかな損失を補って余りある利
点が得られる。
、フレキシビリティのわずかな損失を補って余りある利
点が得られる。
テップ寸法を/JSさくすることにより歩止りが大きく
なり従ってコストが安くなる。
なり従ってコストが安くなる。
更にまたチップ寸法を小さくすることにより、より小さ
くより簡便なパッケージングを用いることができ乙。
くより簡便なパッケージングを用いることができ乙。
例えば、幅7.5 mx、長さ25mmの一20ピン・
パッケージは容易に製作できる。
パッケージは容易に製作できる。
これに対して上記のPALと同等の回路機能を有する現
今のFPLAでは15X35mmの28ピン・パッケー
ジを要する。
今のFPLAでは15X35mmの28ピン・パッケー
ジを要する。
本発明の別の観点によれば、PALは、設計上、演算上
今日のFPLAよりも大きなフレキシビリティを有する
。
今日のFPLAよりも大きなフレキシビリティを有する
。
この点はアーキテクチャの設計を改良することによって
達成される。
達成される。
アーキテクチャの改良点の1つは、帰還をかけたレジス
タ付きの出貨を用いる点である。
タ付きの出貨を用いる点である。
ORゲートの出力にレジスターが設けられ、ORゲート
出力の一時格納のために用いられる。
出力の一時格納のために用いられる。
更にかかる各レジスタからANDゲート・アレイへの帰
還路が設けられる。
還路が設けられる。
上記の組合わせによってステート・シーケンサが形成さ
れ、カウント・アップ、カウント・ダウン、シフト、ス
キップ、ブランチといった基本的なシーケンスが行える
ようにプログラムすることができる。
れ、カウント・アップ、カウント・ダウン、シフト、ス
キップ、ブランチといった基本的なシーケンスが行える
ようにプログラムすることができる。
本発明のもう1つの観点によれば、ORゲートの出力か
らANDゲート・アレイへ帰還路が設けられる。
らANDゲート・アレイへ帰還路が設けられる。
上記帰還路によってORゲートの出力はそれが出力ピン
上に現われると同時にANDゲート・アレイへと送り返
される。
上に現われると同時にANDゲート・アレイへと送り返
される。
更にORゲート出力を選択的に作動したり休止したりす
るためのプログラム可能な手段が設けられる。
るためのプログラム可能な手段が設けられる。
ORゲート出力が作動された場合には当該ORゲート出
力はPALA力となる。
力はPALA力となる。
休止された場合には上記出力ピンは1つのPAL入カピ
ンとして用いることができ、帰還路がANDゲート・ア
レイへの今1つのPALA力として作用する。
ンとして用いることができ、帰還路がANDゲート・ア
レイへの今1つのPALA力として作用する。
PALに内部帰還路を設けることにより、設計者から見
jこフレキシビリティが大きくなり、またPALの外部
接続数を減らすこともできる。
jこフレキシビリティが大きくなり、またPALの外部
接続数を減らすこともできる。
更にピン数を増加させることなく論理積項への入力数を
増加させうるという効果も有する。
増加させうるという効果も有する。
ORゲートを作動/休止する機能によって、入出力比の
設定により大きなフレキシビリティが得られる。
設定により大きなフレキシビリティが得られる。
静的な場合には、ORゲートを休止することにより、P
ALへの入力数が増加する。
ALへの入力数が増加する。
また動的な場合には桁送りといった演算のための両方向
性ピンが得られる。
性ピンが得られる。
本発明の他の観点に基けば、本発明のPALには、AN
Dゲート・アレイへの入力において、排他ORゲートX
ORともう1つのOR論理回路を組合わせたものが設け
られ、これによってPALは論理演算の他に四則演算も
行うことができる。
Dゲート・アレイへの入力において、排他ORゲートX
ORともう1つのOR論理回路を組合わせたものが設け
られ、これによってPALは論理演算の他に四則演算も
行うことができる。
第1図は本発明によるプログラマブル・アレイ・ロジッ
クPAL3Qの実施例のプログラムされていない未完の
状態を示す。
クPAL3Qの実施例のプログラムされていない未完の
状態を示す。
これが、以下に示すように全回路構成の基本となり、各
回路は後にユーザによって個別的にプログラムされる。
回路は後にユーザによって個別的にプログラムされる。
PAL30は、実際のパッケージされたICにおけるも
のと同様の配置で示されている。
のと同様の配置で示されている。
ブロック1乃至20で示される20本のピンがPAL3
Qへの入力端子を与える。
Qへの入力端子を与える。
プログラマブル・マトリクスもしくはプログラマブル・
アレイ32は、入力線34、と導体36とから構成され
、上記導体は複数のANDゲート38乃至53への入力
を構成している。
アレイ32は、入力線34、と導体36とから構成され
、上記導体は複数のANDゲート38乃至53への入力
を構成している。
入力ドライバ54は反転出力56と非反転出力58の2
本の出力を有する。
本の出力を有する。
複数のORゲート60乃至67が、ANDゲート38乃
至53の出力とは未接続のまま示されている。
至53の出力とは未接続のまま示されている。
これらのORゲートとANDゲート38乃至53との接
続法については後に述べるが、重要なことは、回路設計
者の使用に供するために最終的に完成された状態におい
ては、各ANDゲート38乃至53の各出力は各ORゲ
ート60乃至67に直接的且つ固定的に接続されるとい
う点である。
続法については後に述べるが、重要なことは、回路設計
者の使用に供するために最終的に完成された状態におい
ては、各ANDゲート38乃至53の各出力は各ORゲ
ート60乃至67に直接的且つ固定的に接続されるとい
う点である。
従ってPAL30の基本的なアーキテクチャは、フ宅グ
ラマプルANDゲート・アレイと、その出力を入力する
固定ORゲートの組から構成されている。
ラマプルANDゲート・アレイと、その出力を入力する
固定ORゲートの組から構成されている。
第2図は、第1図のPALA路30の1部を示す詳細な
概略図で、ANDゲート38,39を含み、上記AND
ゲートの出力はORゲート60の入力に接続される。
概略図で、ANDゲート38,39を含み、上記AND
ゲートの出力はORゲート60の入力に接続される。
入力11.■2がそれぞれピン1.2に印加される。
ORゲート60の出力01はピン19上に現われる。
ANDゲート38゜39の各人力36はフユーズを介し
て入力線34へ接続される。
て入力線34へ接続される。
フユーズf1乃至f4はANDゲート38に対して設け
られ、フユーズf5乃至f8はANDゲート39に対し
て設けられる。
られ、フユーズf5乃至f8はANDゲート39に対し
て設けられる。
フユーズf1乃至f8のどえを熔断し、どえを残すかに
応じてANDゲート38,39の入力に、異る入力信号
が印加される。
応じてANDゲート38,39の入力に、異る入力信号
が印加される。
第2図の構成では出力は周知の論理積和となり、次の式
で表現される。
で表現される。
0、−〔((■1・fl)+ f□)・((1、・f2
)+f2)・((■2・f3)+f3)+f3)・〔(
工、・f4) +L4 )、]+C((11・f5)+
f5)四(il・f6)+f6)・((■2・f7)十
77)・((■2・f8)+7.)〕 但し、熔断したフニし一ズについてはf=Oiしたフユ
ーズについてはf二1とおく。
)+f2)・((■2・f3)+f3)+f3)・〔(
工、・f4) +L4 )、]+C((11・f5)+
f5)四(il・f6)+f6)・((■2・f7)十
77)・((■2・f8)+7.)〕 但し、熔断したフニし一ズについてはf=Oiしたフユ
ーズについてはf二1とおく。
論理積の数が十分多い場合には論理積の和によって全て
のプール伝達関数を表現することができる。
のプール伝達関数を表現することができる。
ロジックは上記のような直利な方程式で定義されること
は少く、むしろ論理ダイヤグラムもしくは真理値表によ
って定義される。
は少く、むしろ論理ダイヤグラムもしくは真理値表によ
って定義される。
従って本発明の説明においても論理の定義に論理ダイヤ
グラムを用いるが、第2図の記号ではなくもつと便利な
記号法を用いる。
グラムを用いるが、第2図の記号ではなくもつと便利な
記号法を用いる。
第3図AはANDゲート61に対する4本の入力A乃至
りの従来の記号法で表わしたものである。
りの従来の記号法で表わしたものである。
第3図Bは、両図と同じ4本の入力乃至りを有する同じ
ANDゲート61を、以後で用いる新しい記号法を用い
て図示したものである。
ANDゲート61を、以後で用いる新しい記号法を用い
て図示したものである。
「×」印は第3C図に示すトランジスタQ1とフユーズ
を示す。
を示す。
トランジスタQ1のベースは入力線34に接続され、コ
レクタは回路の電源電位に、そしてエミッタとフユーズ
はANDゲートに接続される。
レクタは回路の電源電位に、そしてエミッタとフユーズ
はANDゲートに接続される。
フユーズが熔断される場合には「×」印は付さない。
印ち、「×」印が存在している場合にはその入力はAN
Dゲートに印加され、「×」がない場合には逆に印加さ
れ、「×」がない場合には逆に印加されない。
Dゲートに印加され、「×」がない場合には逆に印加さ
れ、「×」がない場合には逆に印加されない。
第4図は、第2図と同じ回路を新しい記号法で表したも
ので全てのフユーズは熔断されていない。
ので全てのフユーズは熔断されていない。
PAL回路30をプログラムする方法を説明するために
、第4図の部分PAL回路を例として用いる。
、第4図の部分PAL回路を例として用いる。
今、目的とする伝達関数が、n=T−T−↓ T
、T− トであると仮定しよう。
、T− トであると仮定しよう。
この伝達関数に対する論理ダイヤグラムは第5A図に示
されている。
されている。
第5B図はこの伝達関数を与えるように第4図の回路を
プログラムしたものである。
プログラムしたものである。
第1図の未完のPAL30は、その完成にあたって入出
力ピン数の比を変えたり、出力をOR出力としたりNO
R出力としたりすることにより、PALのファミリを形
成させることができる。
力ピン数の比を変えたり、出力をOR出力としたりNO
R出力としたりすることにより、PALのファミリを形
成させることができる。
第6A乃至6■図は、第1図のPAL30のいろいろな
基本構成を示す。
基本構成を示す。
かかる各構成は回路設計者ではなくIC製造者の側で組
立てられている。
立てられている。
従って第6A乃至6I図の各回路間の差は通常はフィー
ルド・プログラマブルではない。
ルド・プログラマブルではない。
図を明確にするため、入力線34とANDゲート人力3
6との間の溶断接続を示す「×」印は省略されている。
6との間の溶断接続を示す「×」印は省略されている。
第6A乃至61図の説明のために第1表の最初の9行を
参照する。
参照する。
例えば、第6A図の回路は10本の入力ピン1乃至9及
び11を有する。
び11を有する。
16個のANDゲートを有して1つの出力につき2つの
論理積項、即ち合計16の論理積項を有する。
論理積項、即ち合計16の論理積項を有する。
図には示されていないが全部で320のフユーズが含ま
れる。
れる。
各NORゲートの出力端には丸印が付されていて、OR
ゲート出力が反転増幅器(図示されていない)によって
反転されていることを示す。
ゲート出力が反転増幅器(図示されていない)によって
反転されていることを示す。
従ってこの回路はNOR出力を発生する。
第6B図はその出力がOR出力である点を除いて第6A
図の回路と同じである。
図の回路と同じである。
第6C図と6D図は前者がNOR出力を発生し。
後者がOR出力を発生する点を除けば同一であ句両者共
に12本の入力ピン1乃至9及び11゜12と6本の出
力ピン13乃至18を有する。
に12本の入力ピン1乃至9及び11゜12と6本の出
力ピン13乃至18を有する。
ゲート61と66は4本のAND入力を有するが他のゲ
ートは2本のAND入力を有する。
ートは2本のAND入力を有する。
第6E図と第6F図は、前者がNOR出力を発生し、後
者がOR出力を発生する点を除けば同一である。
者がOR出力を発生する点を除けば同一である。
両者共に14本の入力ピン1乃至9゜11乃至13、及
び18,19と4本の出力ピン14乃至17を有する。
び18,19と4本の出力ピン14乃至17を有する。
第6G図と第6H図は前者がNOR出力を発生し、後者
がOR出力を発生する点を除いて同一である。
がOR出力を発生する点を除いて同一である。
両者共に16本の入力ピン1乃至9,11乃至14及び
17乃至19と2本の出力ピン15゜16を有する。
17乃至19と2本の出力ピン15゜16を有する。
出力がN0R(もしくはOR)ゲート64.65である
点に注意されたい。
点に注意されたい。
ORゲート64はANDゲート38乃至45をその入力
とし、ORゲート65はANDゲート46乃至53をそ
の入力とする。
とし、ORゲート65はANDゲート46乃至53をそ
の入力とする。
上記の点を簡便に図示するために番号のない4個のOR
ゲート64,65への入力として付加されている。
ゲート64,65への入力として付加されている。
実際の回路には上記の4個の付加ORゲートは存在しな
いが論理的には回路図と等価の作用をなすように設けら
れる。
いが論理的には回路図と等価の作用をなすように設けら
れる。
第61図は1個のORゲート64を有する。
OR出力ピン16上に現われ、NOR出力はピン15上
に現われる。
に現われる。
入力は16本存在する。第6A乃至61図において、ピ
ン20は回路への電源Vcc供給端子として用いられ、
ピン10は接地端子として用いられる。
ン20は回路への電源Vcc供給端子として用いられ、
ピン10は接地端子として用いられる。
第7図はPAL70の別の構成を示す。
この図においても回路は第1図におけると同様にまだプ
ログラムされておらず未完である。
ログラムされておらず未完である。
第1OA乃至10D図はPAL回路70の完成図を示し
、以下で説明する。
、以下で説明する。
これらの回路は第1表にも含まれている。
PAL70は、第1図及び第6A乃至61図のPAL3
Qに含まれるANDゲート及びORゲートの他に直列り
型レジスタ72乃至79を含有してORゲート60乃至
67の出力を一時的に記憶する。
Qに含まれるANDゲート及びORゲートの他に直列り
型レジスタ72乃至79を含有してORゲート60乃至
67の出力を一時的に記憶する。
上記の作用は第10B乃至10D図の完成回路に示され
ている。
ている。
また1個のORゲート67を取り出して示した第8図に
も示されている。
も示されている。
第7,8図を参照すると、レジスタ79のような各レジ
スタは、線80上のクロック・パルスの立上がり端で論
理積和をロードする。
スタは、線80上のクロック・パルスの立上がり端で論
理積和をロードする。
各レジスタのQ出力はアクティグ・ロー・エネーブル・
3イ直バツフア82を介して出力ピンへと送られる。
3イ直バツフア82を介して出力ピンへと送られる。
更に各レジスタ72乃至79のQ出力は線84とドライ
バー54を通って各レジスタ72乃至79へと帰還され
る。
バー54を通って各レジスタ72乃至79へと帰還され
る。
第8図に示した帰還回路とレジスタ72乃至79とは共
にステート・シーケンサを形成し、上記ステート・シー
ケンサはカウント・アップ、カウント・ダウン、シフト
、スキップ、ブランチといった基本シーケンスを行なう
ようにプログラムされる。
にステート・シーケンサを形成し、上記ステート・シー
ケンサはカウント・アップ、カウント・ダウン、シフト
、スキップ、ブランチといった基本シーケンスを行なう
ようにプログラムされる。
PAL70は、ステート・シーケンシングと同様にラン
ダム・コントロール・シーケンスも効果的に行うことが
できる。
ダム・コントロール・シーケンスも効果的に行うことが
できる。
第10B図と第1表に示すPAL70″には4個のレジ
スタ74乃至77が用いられ、上記レジスタは線84に
よって内部で入力線34へと帰還されている。
スタ74乃至77が用いられ、上記レジスタは線84に
よって内部で入力線34へと帰還されている。
第10C図のPA L 70 ///回路には6個のレ
ジスタ73乃至78が用いられている。
ジスタ73乃至78が用いられている。
第10D図のPAL70″′回路では全部で8個のレジ
スタが用いられている。
スタが用いられている。
第7図のPAL7Qは、回路設計者に以下のオプション
を与えるように構成することができる:(1)ORゲー
トからの論理和を帰還すると同時に出力ピン上に出力を
出す、(2)ORゲートと出力ピンとを切離し、出力ピ
ンを1本犠牲にすることによってANDゲート・アレイ
に対する入力数を1本増す。
を与えるように構成することができる:(1)ORゲー
トからの論理和を帰還すると同時に出力ピン上に出力を
出す、(2)ORゲートと出力ピンとを切離し、出力ピ
ンを1本犠牲にすることによってANDゲート・アレイ
に対する入力数を1本増す。
その様子は第1OA、10B、10C図に図示されてお
り、また第9図に一部分を取り出した図が示されている
。
り、また第9図に一部分を取り出した図が示されている
。
以下第9図の説明を行う。第9図では、論理積項AND
ゲートの1つの86が線88を経由して3値バツフア8
2を直接的に制御し、上記バッファ82はOR,ゲート
からの論理積和をゲートして出力ピン12へ出す。
ゲートの1つの86が線88を経由して3値バツフア8
2を直接的に制御し、上記バッファ82はOR,ゲート
からの論理積和をゲートして出力ピン12へ出す。
ゲート82が「オン」となってORゲート67が作動さ
れいる場合にはORゲート67からの出力はピン12に
印加される。
れいる場合にはORゲート67からの出力はピン12に
印加される。
ゲート82が「オフ」でORゲート67が休止されてい
る場合にはピン12は入力ピンとして用いることができ
る。
る場合にはピン12は入力ピンとして用いることができ
る。
後者の場合には入力信号はピン12から「帰還」線84
を通って入力線34に至る。
を通って入力線34に至る。
静的動作の場合には、上記のプログラマブル■10特性
は入力ピン数と出力ピン数の比を配分するのに用いられ
ている。
は入力ピン数と出力ピン数の比を配分するのに用いられ
ている。
「静的動作の場合」とは、ゲート82が、ANDゲート
86によって永久的に「オン」又は「オフ」の状態に留
められている場合を指す。
86によって永久的に「オン」又は「オフ」の状態に留
められている場合を指す。
動的動作の場合には上記のプログラマブルI10特性に
よってピンに双方向機能が与えられ、桁送り等の動作に
用いることができる。
よってピンに双方向機能が与えられ、桁送り等の動作に
用いることができる。
ここに「動的動作の場合」とは、ANDゲート86の状
態に応じてゲート82が「オン」又は「オフ」の両状態
を取り得る場合を指す。
態に応じてゲート82が「オン」又は「オフ」の両状態
を取り得る場合を指す。
更に第10図を参照すると、第10A図のPAL70’
においては、I10互換性は8個のORゲート60乃至
67全部と8本のピン12乃至19に対して与れられて
いる。
においては、I10互換性は8個のORゲート60乃至
67全部と8本のピン12乃至19に対して与れられて
いる。
第10B図のPAL7Q“においては、ORゲート60
,61゜66.67にI10互換性が与えられており、
上記各ORゲートはそれぞれピン20,19,13゜1
2に対応する。
,61゜66.67にI10互換性が与えられており、
上記各ORゲートはそれぞれピン20,19,13゜1
2に対応する。
第10C図のPAL回路70″においてはORゲート6
0,67にI10互換性が与えられている。
0,67にI10互換性が与えられている。
PAL回路回路フリミリの特徴が第11図に示されてい
る。
る。
第11図は第7図に示した未完のPAL回路70の一部
、即ちORゲート66゜67を示したものである。
、即ちORゲート66゜67を示したものである。
第11図の回路は以下に説明するように、加算、減算、
大小判断といった四則演算を行うのに特に有用である。
大小判断といった四則演算を行うのに特に有用である。
第11図はマルチステージ加算回路の1ステージを示す
。
。
加算回路については当業者には周知であるからここでは
排他ORゲートとキャリー回路が用いられることを指摘
するために留めておく。
排他ORゲートとキャリー回路が用いられることを指摘
するために留めておく。
第11図においては、レジスタ79とOR’7’−ドロ
ア、68との間に排他ORゲートが設けられている。
ア、68との間に排他ORゲートが設けられている。
いいかえると、ゲート66.67の出力が排他ORゲー
ト90の入力となる。
ト90の入力となる。
第11図には更にもう1つのORゲート92が含まれて
いて、その入力にはレジスタ79のQ出力とPAL回路
への入力が入る。
いて、その入力にはレジスタ79のQ出力とPAL回路
への入力が入る。
ORゲート92の出力はドライバ94に印加される。
上記ドライバ94はドライバ54と同様に反転出力96
と非反転出力98とを有する。
と非反転出力98とを有する。
ドライバ94からの出力は入力線34を通ってANDア
レイに印加される。
レイに印加される。
排他ORゲート90以外に、ANDゲート・アレイのA
NDゲートとORゲート66.67との組合わせによっ
ても、排他ORゲート90と同じ排他OR論理機能を行
いうることが証明できる。
NDゲートとORゲート66.67との組合わせによっ
ても、排他ORゲート90と同じ排他OR論理機能を行
いうることが証明できる。
言い換えると、ANDアレイとOR,ゲート67゜68
の組合わせ、並びに排他ORゲート90は、直列に接続
された排他ORゲート対を形成する。
の組合わせ、並びに排他ORゲート90は、直列に接続
された排他ORゲート対を形成する。
上記の組合せがアリスメテツク加算回路の心臓部となる
。
。
ORゲート92を加えることにより、各力噂ステージに
おいて形成されるべきキャリー・ルックアヘッド動作に
必要な付加的論理回路が与えられる。
おいて形成されるべきキャリー・ルックアヘッド動作に
必要な付加的論理回路が与えられる。
加算回路にOR,ゲートを付は加える必要のあることも
当業者には周知のことであるからここでは詳しく立ち入
らない。
当業者には周知のことであるからここでは詳しく立ち入
らない。
第1図は、本発明によるプログラマブル・アレイ・ロジ
ックPAL回路の一実施例の概略図で未だプログラムが
書き込まれておらず且つ未完の状態を示す図、第2図は
第1図のPAL回路の更に詳細な概略図、第3A図は、
従莱からの4人力ANDゲート、第3B図は第3A図と
同一のANDゲートを新しい記号法を用いて示す図、第
3C図はプログラマブル・アレイに用いられる溶断可能
な接続を示す概略図、第4図は第2図のANDゲート回
路を新しい記号法を用いて示した回路図、第5A図は特
定の伝達関数を実現する論理回路図、第5B図は第4図
の回路をプログラムして第5A図の回路と同等の伝達関
数を与えた場合の回路図、第6A乃至6I図は第1図の
未完のPAL回路の種々の構成図、第7図は、今1つの
PAL回路構成図、第8図は、第7図のPAL回路の1
部分の概略図、第9図は、第7図のPAL回路の他の部
分の概略図、第1OA乃至10D図は第7図のPAL回
路の種々の構成図、第11図は四則演算を行う手段を有
するPAL回路の部分である。
ックPAL回路の一実施例の概略図で未だプログラムが
書き込まれておらず且つ未完の状態を示す図、第2図は
第1図のPAL回路の更に詳細な概略図、第3A図は、
従莱からの4人力ANDゲート、第3B図は第3A図と
同一のANDゲートを新しい記号法を用いて示す図、第
3C図はプログラマブル・アレイに用いられる溶断可能
な接続を示す概略図、第4図は第2図のANDゲート回
路を新しい記号法を用いて示した回路図、第5A図は特
定の伝達関数を実現する論理回路図、第5B図は第4図
の回路をプログラムして第5A図の回路と同等の伝達関
数を与えた場合の回路図、第6A乃至6I図は第1図の
未完のPAL回路の種々の構成図、第7図は、今1つの
PAL回路構成図、第8図は、第7図のPAL回路の1
部分の概略図、第9図は、第7図のPAL回路の他の部
分の概略図、第1OA乃至10D図は第7図のPAL回
路の種々の構成図、第11図は四則演算を行う手段を有
するPAL回路の部分である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1a)論理ANDゲートの複数のグループと、b)複数
の論理ORゲートと、 C)前記ANDゲートの各グループ中の全ANDゲート
の出力と、所定の選択した個別の論理ORゲートの入力
との間のノンプログラマブル接続と、 d) (i) 入力線と、 (11)前記論理ANDゲート入力線、 とを含む電気導体マトリックスと、 e)前記ORゲートから所望の論理出力を得るために、
前記入力線と前記ANDゲート入力線とを選択的に接続
する装置と、 f)少くとも1つの前記論理ORゲートの出力に接続さ
れ、当該ORゲートの論理状態を記憶するレジスタ装置
とを 有するプログラマブル集積論理回路アレイ。 2、特許請求の範囲第1項に記載のプログラマブル集積
論理回路アレイにして、前記レジスタ装置の各々の出力
は選択した前記入力線に接続されていることを特徴とす
るプログラマブル集積論理回路アレイ。 3 a)論理ANDゲートの複数のグループと、b)
複数の論理ORゲートと、 C)前記ANDゲートの各グループ中の全ANDゲート
の出力と、所定の選択した個別の論理ORゲートの入力
との間のノンプログラマブル接続と、 d) (i) 入力線と、 (11)前記論理ANDゲート入力線、 とを含む電気導体マトリックスと、 e)前記ORゲートから所望の論理用力を得るために、
前記入力線と前記ANDゲート入力線とを選択的に接続
する装置と、 f)前記ORゲートの少くとも1つの出力に接続される
ゲート装置と、 g)前記各ゲート装置の出力を選択した前記入力線に接
続するフィードバック装置と、 h)前記各ゲート装置を駆動して前記ORゲートを作動
したり休止したりする装置とを有し、前記フィードバッ
ク装置は前記ORゲートが休止されているときは入力線
として作動し得るプログラマブル集積論理回路アレイ。 4 特許請求の範囲第3項に記載のプログラマブル集積
論理回路アレイにして、少くとも1つの前記ゲート装置
が、前記ORゲートを作動するか休止すべく恒久的にゲ
ートされていることを特徴とするプログラマブル集積論
理回路アレイ。 5 特許請求の範囲第3項記載のプログラマブル集積論
理回路アレイにして、少くとも1つの前記ゲート装置が
前記ORゲートを作動するか休止すべぐ一時的にゲート
されることを特徴とするプログラマブル集積論理回路ア
レイ。 6 a)各々が複数の入力と単一の出力を有する複数
の論理ANDゲートと、 b)前記論理ANDゲートへの入力と複数の入力線とか
ら成るマトリックスと、 C)所望の入力線を所望の論理ANDゲート入力に選択
的に接続する装置と、 d)複数の論理ORゲートと、 e)前記論理ANDゲートの出力と前記ORゲートの入
力を接続する装置と、 f)少くとも1対の前記ORゲートをその入力とする複
数の排他ORゲートと、 g)少くとも1つの前記論理排他ORゲートの出力に接
続されて、当該排他ORゲートの論理状態を記憶するた
めのレジスタ装置ト、 h)各々が1対の入力を有するキャリー論理回路にして
、その一方の入力は前記のレジスタ装置に接続され、他
方の入力は前記ANDゲート入力に桁上げ信号情報を供
給するために外部入力に接続されている、キャリー論理
回路とを 有する演算用プログラマブル集積論理回路アレイ。 7 a) 各々が複数の入力と単一の出力を有する
複数のANDゲートと、 b)前記論理ANDゲートへの入力と、複数の入力線と
から成るマトリックスと、 e)所望の入力線を所望の論理ANDゲート入力に選択
的に接続する装置と、 d)複数の論理ORゲートと、 e)前記論理ANDゲートの出力と前記ORゲートの入
力を接続するための装置と、 f)少くとも1つの前記ORゲートの出力に接続される
ゲート装置と、 g)谷ゲート装置の出力を選択した前記入力線に接続す
るフィードバック装置と、 h)前記ゲート装置の各々を駆動して前記ORゲートを
作動もしくは休止し、前記ORゲートが休止されている
間は前記フィードバック装置を入力線として用い得るよ
うにするための装置と、i)ゲート装置が接続されてい
ない少くとも1っのの前記論理ORゲートの出力に接続
されて当該ORゲートの論理状態を記憶するためのレジ
スタ装置とを 有するプログラマブル集積論理回路アレイ。 8 特許請求の範囲第7項に記載のプログラマブル集積
論理回路アレイにして、前記各レジスタ装置の出力は選
択した入力線に接読されていることを特徴とするプログ
ラマブル集積論理回路アレイ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US000000799509 | 1977-05-23 | ||
US05/799,509 US4124899A (en) | 1977-05-23 | 1977-05-23 | Programmable array logic circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5416952A JPS5416952A (en) | 1979-02-07 |
JPS5948574B2 true JPS5948574B2 (ja) | 1984-11-27 |
Family
ID=25176095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53060896A Expired JPS5948574B2 (ja) | 1977-05-23 | 1978-05-22 | プログラマブル・アレイ論理回路 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4124899A (ja) |
JP (1) | JPS5948574B2 (ja) |
DE (1) | DE2822219C2 (ja) |
FR (1) | FR2392550A1 (ja) |
GB (3) | GB1604946A (ja) |
NL (1) | NL190040C (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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