189389. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés vezérlőjelek előállítására funkcionális részegységhez
1 189.389 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés vezérlőjelek előállítására funkcionális részegységhez. A digitális elektronikai tervezésben a felhasználó által egyszer programozható eszközök megjelenése új távlatokat nyitott. A programozás során a tokon belüli felesleges fémes összekötéseket szüntetik meg. Az egyszer programozható eszközök közé tartoznak a bi: poláris memóriák. FPLA-k (Field Programmable Logic Arrays), FPLS-ek (Field Porgrammable Logic Sequences) stb. Ezek az áramköri elemek gyors hozzáférési idejük, jelentős tárolókapacitásik, vagy sajátságos struktúrájuk következtében lehetővé teszik, hogy a tervező összetett, bonyolult logikai áramköröket valósítson meg néhány tokon belül. Ezeket az áramköri elemeket széleskörűen alkalmazzák különféle logikai áramkörökben, mint pl. vezérlőkben, kók-konverterekben, karaktergenerátorokban stb. A vezérlő egy készülék funkcionális részegységének működtetését végzi vezérlőjelek meghatározott sorozatával. Az FPLA-kal kedvezően építhetők fel olyan vezérlők, ahol nagyszámú különféle feltételt jelentő bemenőjelet kell fogadni, de a vezérlőjelek, vagy azok lehetséges kombinációinak száma a bemenőjelek számához, vagy összes lehetséges kombinációjához képest kicsi. A vezérlő a vezérlőjelekkel a funkcionális részegységben végbemenő folyamatokra válaszul valamilyen beavatkozást hajt végre. A vezérlő a vezérlőjelek egy-egy adott szekvenicájával végzi a beavatkozást. Az FPLA-kat tartalmazó vezérlő előnyösen alkalmazhatók, ha ezeknek a bevatkozást végző szekvenciáknak a hossza 2-3 óraciklustól 10—20 óraciklusnyi ideig tart. A továbbiakban összefoglaljuk az ismert megoldásbeli FPLA-kat tartalmazó hálózattal kialakított vezérlők felépítését. Ezekben az áramköri elrendezésekben egy óra jelgenerátor kimenete számláló órajelbemene: téré van kapcsolva. A számláló kimenete FPLA-kat tartamazó hálózat vezérlő bemenetére csatlakozik. A funkcionális részegység kimenete az FPLA-kat tartalmazó hálózat belső állapot bemenetével van összekötve. Az FPLA-kat tartalmazó hálózat engedélyező kimenete a számláló engedélyező bemenetére van kapcsolva, míg vezérlő kimenete kimenő regiszteren át a funkcionális részegység vezérlő bemenetével van összekötve. Az ismert áramköri elrendezés a következőképpen működik: Az óraciklusok számát bináris, vagy decimális számlálóval számlálják. Ezzel a számlálóval történik a vezérlőjelek sorozatának időzítése. A számláló egyes állapotai jelentik a szekvenciák egy-egy üteméi. A számláló változó tartalmából az FPLA-kat tartal: mazó hálózat hozza létre a vezérlőjeleket. Az FPLA kát tartalmazó hálózat bemenetelre kapcsolódnak a számláló tartalomkimenetei és a funkcionális részegység belsőáilapot kimenetei. Az FPLA-kat tartalmazó hálózat egy vagy több FPLA-t tartalmaz kiegészítő hálózattal, amely pl. a több FPLA-t megfelelő módon összekapcsolja azért, hogy az egy FPLA-val fogadható bemenete száma növekedjen.-A belsőállapot kimeneteken megjelenő jelek jellemzik a funkcionális részegységben végbement, vagy éppen zajló folyamatokat. A belsőállapot kimenete tartalma alapján az FPLA-kat tartalmazó hálózat eldönti szükséges-e valamilyen beavatkozás, és ha szükséges, akkor a számláló tartalma alapján megfelelően időzítve a kimenetein előállítja az elsődleges vezérlőjeleket. (A funkcionális részegységben lezajlott folyamat lehet pl. egy A/D átalakító által végzett konverzió. Erre válaszul elő kell állítani a vezérlőjelek égy meghatározott sorozatát, ami pl. a funkcionális részegységen belüli RAM-ba úja a konverzió^eredményét.) Mivel az időzítés alapja egy bináris vagy decimális számláló tartalma, ezért az FPLA-kat tartalmazó hálózat kimentein megjelenő elsődleges vezérlőjeleket a kimenőregiszterbe kell írni, Ugyanis, a bináris, vagy decimális számláló tartalmának változásakor az FPLA-kat tartalmazó hálózat kimenetein hazárdok, tüskék jelenhetnek meg, és a megjelenésük hibás működést eredményezhet. Ezen hazárdok hatása elkerülhetők, ha kimenőregiszterbe írják át az FPLA-kat tartalmazó hálózat kimenetein megjelenő elsődleges ve-. zérlőjeleket a következő órajel élével, amikor a hazárdok már megszűntek. A vezérlőjelek a kimenőregiszier kimenetein jelennek meg egy órajel késéssel. A kimenőregiszter megvalósítása néhány áramköri elemet igényel és a vezérlőjelekkel végrehajtható beavatkozást késlelteti. A találmánnyal célunk ezeknek a hátrányoknak a kiküszöbölése. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az előbbi hátrányok mind megszűnnek,,' ha az időzítést egy Johnson (Möbius) számlálóval valósítjuk meg. Ekkor lehetőség nyílik a kimenőregiszter eíhegyására, ami csökkenti a szükséges áramköri elemek számát, ugyanakkor az FPLA-kat tartalmazó hálózat kimenetein közvetlenül létrejönnek a vezérlőjelek. Elmarad az ismert megoldásban a beavatkozásnak az elsődleges vezérlőjelek kimenőregiszterbe történő átírása miatti késleltetése. A találmány szerinti áramköri elrendezés abban különbözik az ismertetettől, hogy a számláló egy Johnson-számláló, és az FPLA-kat tartalmazó hálózat vezérlő kimenete vezérlő vezetéken át a funkcionális részegység vezérlő bemenetére csatlakozik. Az egyes vezérlőjelek felírhatók a 2. ábra alapján is. A Kamough-táblán a vonallal megjelölt utat követi a Johnson-számláló. Az X-el jelölt állapotokat nem' érinti és így ezek az állapotok tetszőlegesen felhasználhatók a vezérlőjelek felírása során. A találmány szerinti áramköri elrendezést a 3. ábrán mutatjuk be. az ábra blokkjainak megnevezése: 1 órajelgenerátor, időzítő 2 Johnson-számláló, közvetlen vezérlő 3 FPLA-kat tartalmazó hálózat, funkcionális 4 részegység. Az időzítő 2 Johnson-számláló — ami előnyösen léptetőregiszterrel valósítható meg - bemenetei közül az órajelbemenetre kapcsolódik az 1 órajelgenerátor órajelkimenete az a órajelvezetéken, az engedélyező bemenetre pedig a közvetlen vezérlő 3 FPLA-kat tartalmazó hálózat engedélyező kimenete kapcsolódik az e engedélyező vezetékkel. Az időzítő 2 John son-számláló tartalom kimenetéi a b tartalomvezetékekkei at közvetlen vezérlő 3 FPLA-kat tartalmazó hálózat időzítő bemeneteire kapcsolódnak. Ugyancsak a közvetlen vezérlő 3 FPLA-kat tartalmazó hálózat bemeneteire kapcsolódnak a funkcionális 4 részegység belsőállapot kimenetei a d belsőállapot vezetékeken. A közvetlen vezérlő 3 FPLA-kat tartalmazó hálózat vezérlő kimenetei a c vezérlő vezetékeken a funkcionális 4 részegység vezérlő bemeneteire kapcsolódnak. A találmány szerinti elrendezésben, ha a funkcionális 4 részegység belsőáilapot kimenetei alapján a vezérlőjelek valamilyen megadott szekvenciája szükséges a funkcionális 4 részegység vezérlő bemeneteire, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
