CY7C340 EPLD Family (Erasable CPLD)
Multiple Array Matrix High-density EPLDS
  základními rysy architektury MAX jsou:
Všeobecné informace


    MAX architektura použitá u rodiny CY7C340 EPLD firmy Cypress zaručuje možnost uživatelské konfigurace těchto CPLD obvodů pro řešení rozsáhlých logických funkcí. Díky inovované architektuře jsou MAX EPLDs vyráběny technologií vysoké integrace (LSI) bez ztráty na rychlosti.

    MAX architektura je ideální jako náhrada velkého množství obvodů TTL SSI a MSI. Např. obvod 74161 (synchronní čtyřbitový binární čítač) zabere pouze 3% ze 128 makrobuněk, které jsou k dispozici u typu CY7C342B. Podobně 74151 (8-to-1 multiplexer) potřebuje méně než 1% z 1000 výstupních termů, kterými CY7C34B disponuje. To umožňuje implementaci 50ti i více TTL obvodů za použití jediného obvodu MAX EPLD.

LAB


    Rodina CY7C340 EPLD je založena na architektuře flexibilních makrobuněk sdružených do tzv. Logic Array Blocks (LABs).

Tyto LABs jsou složeny ze tří základních část:
- matice makrobuněk (Macrocell Array)
- expandní matice (Expander Product terms)
- vstupně výstupní blok (I/O Block)

    Množství makrobuněk, expandérů, vstupů a výstupů kolísá v závislosti na typu použitého typu součástky. (viz tabulka) Všechny zpětné vazby jsou realizovány vrámci LAB, to umožňuje realizaci i relativně složitějších funkcí pomocí jednoho LAB. Zpětné vazby z makrobuněk a I/O piny jsou vyvedeny na PIA. Díky tomu lze přistupovat k I/O pinům i přes jiný LAB. U typu CY7C344 této rodiny EPLD je použit odlišný LAB od ostatních typů. Jedná se o tzv. Single LAB. Je to z důvodu odlišné architektury využívající namísto PIA Global Bus.



MAX makrobuňka


Tradiční obvody PLD se dají rozdělit na obvody:
- PLA s programovatelnou maticí AND a OR
- PAL s programovatelnou maticí AND a fixní maticí OR.

    Obvody PLD pozdějších typů poskytují menší zpoždění průchodu signálu, ale mohu býti neefektivní z důvodu fixního vymezení počtu výstupních termů. Ze statistiky využití termů u realizace většiny logických funkcí vrámci jedné makrobuňky vyplývá využití třech termů i méně.

    Makrobuňka struktury MAX je navržena pro zpracování různých druhů požadavků. Každá makrobuňka je složena z pole výstupních termů (product term array) a konfigurovatelného registru (configurable register). V makrobuňce jsou tři výstupní termy připojeny na hradlo OR. Výstup hradla OR je zaveden na dvouvstupý XOR ještě společně s jedním výstupním termem, kterým je možno řídit druh logiky - active HIGH / active LOW. Pokud je potřeba na realizaci funkce více výstupních termů, je možné je přivést přes expandní matici.
    Dodatečné termy mohou být přivedeny k jakékoli makrobuňce, což umožňuje vytváření např. adresových dekodérů, komparátorů, sčítaček či komplexních stavových automatů bez použití speciálních makrobuněk.
    Registr, který je součástí makrobuňky může být naprogramován jako klopný obvod typu D,T,JK nebo RS. Alternativně může býti nakofigurován jako latch registr nebo může býti bypassován pro použití čistě kombinační logiky. Registr má asynchronní reset a nastavování. Tyto registry je možno časovat synchronními hodinami nebo nezávisle na nich.

Expandní matice


    Jedná se o programovatelnou matici propojení mezi makrobuňkami, zpětnými vazbami makrobuněk, vstupně-výstupních pinů popř. propojení vlasního výstupu expandéru s jeho vstupem. Všechny výstupy expandní matice jsou přivedeny do matice makrobuněk. To dovoluje, aby se výstupy expandéru mohly podílet na rozšíření počtu výstupních termů vedoucí do LAB. Jeden výstup z expandéru může být rozveden do všech makrobuněk uvnitř LAB popř. i na několik termů jedné makrobuňky zároveň. Z výstupu expandéru je možmo vést i druhotné product termy (preset,clear,clock,OE). To umožňuje realizaci komplexních logických funkcí bez použití jiné makrobuňky. Podobně mohou být expandéry propojeny navzájem za účelem realizace komplexní víceúrovňové logiky.

vstupně/výstupní blok


    Odděleně od makrobuňky je umístěn I/O blok. Třístavový buffer je řízen z výstupních termů makrobuňky. Vstup bufferu je veden z makrobuňky obsažené v odpovídajícím LAB. Zpětná vazba z I/O pinu může být vedena do jiných bloků LAB, ale stejně tak i na PIA. I/O pin může být nakonfigurován i tak, že klopný obvod obsažený ve výstupní časti makrobuňky bude skryt.

PIA


    Tradiční PLD struktury jsou limitovány rozložením signálových cest, to jest signálovými cestami mezi makrobuňkami. Pro menší součástky se používá jedna matice která zpřístupňuje všechny signály všem makrobuňkám. Ovšem pro větší struktury se tato architektura nehodí, matice by byla velice rozsáhlá a využitelnost by nebyla optimální. Nastaly by také problémy s pracovní frekvencí. I množství potřebovaného materiálu by bylo značné. Bylo tedy nutné určitým způsobem snížit počet možných propojení. MAX architektura výše uvedené problémy řeší změnou koncepce. Základem jsou malé, flexibilní matice u rozsáhlejších součástek integrovány do jedné tzv. PIA. Řešení pomocí PIA je na principu realizace pouze potřebného počtu propojení mezi jednotlivými LAB. Na PIA jsou vyvedeny z LAB tedy pouze ty signály, ke kterým má mít přístup i jiný LAB. Toto řešení tedy žádným způsobem nezhoršuje kvalitu zpracování signálu. Zpoždění z na cestě bod-bod je fixní. Tímto je i eliminováno nežádoucí zkreslení signálu.

343


346


344