Circuiti programmabili per logica combinatoria

1) ROM :

È una memoria a sola lettura nella quale N ingressi selezionano una locazione di memoria ed in uscita se ne ha il suo contenuto. Si realizza tramite un numero di porte And a 2 ingressi pari al numero di bit di dato, ciascuna ha in ingresso uno di questi bit mentre la altro ingresso può essere messo ad 1 da un decoder avente N ingressi e 2^N uscite.

 

2) Realizzazione di una funzione logica mediante una matrice di diodi :

Si ha un decoder con N ingressi che manda allo stato alto solo una delle 2^N uscite , la funzione di uscita si realizza con un resistore verso massa e dei diodi che connettono solo le linee che interessano al fine della determinazione della funzione logica ottenendo che essa è allo stato alto solo quando l´uscita selezionata dal decoder è ad essa connessa tramite un diodo che viene quindi portato in conduzione. Il difetto di questa realizzazione è che il decoder deve essere in grado di fornire corrente al diodo in conduzione, in alternativa si può sostituire ogni diodo con un MOS avente il gate pilotato dall´uscita del decoder , inoltre il source è a massa mentre il drain è connesso alla linea d´uscita della funzione logica tramite una resistenza verso la alimentazione.

 

3) PROM :

È una ROM programmabile ma una sola volta in sostanza si ha una matrice di diodi ciascuno dei quali ha in serie un fusibile, in sede di programmazione viene fatta scorrere una corrente elevata nei contatti che non interessano rompendo in tal modo il fusibile.

 

4) EPROM :

È una ROM che può essere sia programmata che cancellata , si basa sui MOS a gate flottante o FAMOS, dei MOS dotati di due gate uno dei quali è completamente immerso nell´ossido di silicio, mandando in esso degli elettroni tramite bombardamento con tensioni elevate tra il gate esterno ed il canale si ottiene un innalzamento della tensione di soglia, se questa si alza oltre il valore della alimentazione, il risultato è che il canale non potrà mai formarsi e pertanto il MOS sarà perennemente interdetto. Per cancellare il contenuto della memoria occorre far uscire gli elettroni dal gate interno il che è possibile fornendo loro molta energia tramite dei raggi ultravioletti.

 

5) EEPROM :

Sono memorie che si possono cancellare elettricamente , si realizzano mediante FAMOS aventi il gate interno molto prossimo al substrato pertanto si possono immettere ed estrapolare delle cariche dal gate interno per effetto Tunnel.

 

6) Memorie Flash :

Sono memorie che consentono la cancellazione per via elettrica di porzioni di memoria e non necessariamente di tutto il blocco, sostanzialmente sono delle EEPROM e questa maggiore selettività si paga in termini di velocità.

 

7) PLD :

Programmable Logic Devices . Sono dei dispositivi a logica programmabile che consentono di ottenere una qualsiasi funzione logica, in particolare ne esistono 4 tipologie : ROM , PAL , PLA , FPGA che si distinguono tra loro per il piano in cui avviene la programmazione, che per la ROM avviene nel piano OR, per la PAL nel piano AND, per la PLA in entrambe e la FPGA è il massimo della versatilità.

 

8) PAL :

Programmed Array Logic . Si tratta di un dispositivo a logica programmabile in cui si ha un numero finito di ingressi ed i loro complementari, poi vi sono un numero finito di linee prodotto ognuna delle quali termina su una porta And. In sede di programmazione si decide quali ingressi connettere a quale linea prodotto al fine di ottenere la funzione logica o le funzioni logiche desiderate, in particolare per ogni funzione logica l´insieme di porte And corrispondenti vengono fatte confluire in una porta Or.

 

9) PLA :

Programmable Logic Arrays . È un dispositivo più elaborato rispetto alla PAL in quanto consente la programmazione della logica anche nel piano Or pertanto le uscite delle And che terminano ogni linea prodotto possono essere connesse o meno ad una linea d´uscita terminante anche essa su di una porta And a seconda della funzione desiderata.

 

10) FPGA :

Field-Programmable Gate Array . Si tratta di un array bidimensionale di blocchi logici identici circondati da linee di collegamento verticali ed orizzontali, ciascuno dei blocchi logici può essere programmato per generare un circuito logico combinatorio da 2 a 4 livelli le cui uscite possono divenire gli ingressi di altri blocchi logici, in particolare ogni blocco logico è costituito da un blocco dedicato alle funzioni di logica combinatoria, dei multiplexer e dei flip-flop.