JPS6258722A - Programmable logic device - Google Patents

Programmable logic device

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Publication number
JPS6258722A
JPS6258722A JP19810285A JP19810285A JPS6258722A JP S6258722 A JPS6258722 A JP S6258722A JP 19810285 A JP19810285 A JP 19810285A JP 19810285 A JP19810285 A JP 19810285A JP S6258722 A JPS6258722 A JP S6258722A
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JP
Japan
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programmable
array
logic
output
counter
Prior art date
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Pending
Application number
JP19810285A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Takada
明 高田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06903781 priority patent/US4763020B1/en
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Priority to US07/555,364 priority patent/US4992679A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of wasteful programmable elements and to raise the density of integration by forming in advance a functional cell constituted so as to realize a counter or a shift register. CONSTITUTION:The logic of a AND array part is programmable and the logic of a OR array part is fixed. Conductors 2-1, 2-2,... connected to an input terminal are connected to non-inversion input wires 6-1, 6-3,... and inversion input wires 6-2, 6-4,... through input buffer circuits 4-1, 4-2,.... Also, each of AND array conductors 8-1, 8-2,... is connected to sense amplifiers 10-1, 10-2,..., and EPROMs as programmable elements at each cross point of the input wires 6-1, 6-2,... and the AND array conductors 8-1, 8-2,... are provided. The outputs of appropriate number of sense amplifiers 10-1, 10-2,... are connected to OR gates 12-1, 12-i, 12-j,... and the outputs of the OR gates 12-1, 12-i and 12-j are inputted respectively to a F/F14 and functional cells 16 and 18 and the Q-output of the F/F14 is connected to an output terminal 20 and the Q-output is feedbacked to the AND array part. The functional cells 16 and 18 can be used as the shift register or the counter and the output is feedbacked to the AND array part.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はプログラム可能な素子(以下プログラマブル素
子という)を含み、それらの素子にプログラムを施すこ
とにより任意の論理回路を構成することのできるP[、
ACプログラマブル・ロジック・アレイ)やPAL (
プログラマブル・アレイ・ロジック)などのプログラマ
ブル・ロジック・デバイス・(PLD)に関するもので
ある。
Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention includes programmable elements (hereinafter referred to as programmable elements), and by programming these elements, an arbitrary logic circuit can be configured.
AC programmable logic array) and PAL (
The invention relates to programmable logic devices (PLDs) such as programmable array logic (programmable array logic).

(従来技術) プログラマブル・ロジック・デバイスではANDアレイ
部とORアレイ部を有し、ANDアレイ部とORアレイ
部の両方又は一方にプログラマブル素子を備えている。
(Prior Art) A programmable logic device has an AND array section and an OR array section, and both or one of the AND array section and the OR array section is provided with a programmable element.

所定のプログラマブル素子をオン又はオフとする如くプ
ログラムを施すことにより、ANDアレイ部とORアレ
イ部とで所望の論理回路を構成することができる。
By programming a predetermined programmable element to turn on or off, a desired logic circuit can be constructed from the AND array section and the OR array section.

また、ANDアレイ部とORアレイ部の他にフリップフ
ロップを備え、ORアレイ部の出力をフリップフロップ
に入力して順序回路を構成することができるようにした
ものもある。
There is also a device that includes a flip-flop in addition to the AND array section and the OR array section, so that the output of the OR array section can be input to the flip-flop to form a sequential circuit.

フリップフロップを備えたプログラマブル・ロジック・
デバイスによれば、フリップフロップの出力をANDア
レイ部又はORアレイ部にフィードバックさせることに
より、カウンタやシフトレジスタなどの論理を自由に組
むことができる。
Programmable logic with flip-flops
According to the device, by feeding back the output of a flip-flop to an AND array section or an OR array section, logic such as a counter or a shift register can be freely configured.

プログラマブル・ロジック・デバイスを大規模化する場
合、ANDアレイ部がプログラム可能であるとした場合
、ANDアレイ部ではアレイの大きさは、入力数iの2
倍と積項数Pの積(2i・P)に比例して大きくなる。
When increasing the scale of a programmable logic device, if the AND array part is programmable, the size of the array in the AND array part is 2 of the number of inputs i.
It increases in proportion to the product (2i·P) of the multiplication factor and the number of product terms P.

しかし、アレイが大きくなるに従ってプログラマブル・
ロジック・デバイスを実際に使用する場合に無駄になる
部分も大きくなる9例えば、入力数50のプログラマブ
ルANDアレイ、8人力の固定ORアレイ及び1個のフ
リッププロップを有する組を4組備えたPALを用いて
4ビツトのカウンタを構成した場合。
However, as arrays grow larger, programmable
In actual use of the logic device, the wasted area is also large. When constructing a 4-bit counter using

プログラマブル素子は3200個備えられているにも拘
らず、実際に使用されるプログラマブル素子の数は74
個である。したがって、大部分のプログラマブル素子は
使用されないことになる。このことは、プログラマブル
・ロジック・デバイスの規模が大きくなればなる程2顕
著になる。
Although 3200 programmable elements are provided, the number of programmable elements actually used is 74.
It is individual. Therefore, most of the programmable elements will not be used. This becomes more noticeable as the scale of the programmable logic device becomes larger.

(目的) 本発明はプログラマブル・ロジック・デバイスにおいて
無駄なプログラマブル素子を減少させて集積度を上げる
ことを目的とするものである。
(Objective) The present invention aims to increase the degree of integration by reducing unnecessary programmable elements in a programmable logic device.

(構成) 本発明は2プログラマブル素子を含みそれらの素子にプ
ログラムを施すことにより任意の論理回路を構成するこ
とのできるプログラマブル・ロジック・デバイスにおい
て、カウンタやシフトレジスタなどを実現するように構
成された機能セルをトめ形成したものである。
(Configuration) The present invention is a programmable logic device that includes two programmable elements and can configure any logic circuit by programming those elements, and is configured to realize a counter, a shift register, etc. It is made up of functional cells.

予め形成しておく機能セルは、カウンタやレジスタのよ
うによく使用される機能を実現するMSI規模のセルで
ある。
The pre-formed functional cells are MSI-sized cells that implement frequently used functions such as counters and registers.

本発明の対象とするプログラマブル・ロジック・デバイ
スは、ANDアレイ部の論理とORアレイ部の論理がと
もにプログラム可能なPLA、ANDアレイ部の論理が
プログラム可能でORアレイ部の論理が固定されている
PAL、及びANDアレイ部の論理が固定されておりO
Rアレイ部の論理がプログラム可能であるものを含んで
いる。
The programmable logic device to which the present invention is applied is a PLA in which both the logic of the AND array section and the logic of the OR array section are programmable, and the logic of the AND array section is programmable and the logic of the OR array section is fixed. The logic of PAL and AND array part is fixed and O
The logic of the R array section includes programmable logic.

プログラマブル素子としては、EPROM、EEPRO
M、バイポーラトランジスタの接合破壊型素子及びヒユ
ーズ素子などを用いることができる。
As programmable elements, EPROM, EEPRO
M, a junction breakdown type element of a bipolar transistor, a fuse element, etc. can be used.

以下、実施例について具体的に説明する。Examples will be specifically described below.

第1図はANDアレイ部の論理がプログラム可能で、O
Rアレイ部の論理が固定されているPA■、に本発明を
適用した一実施例を表わす。
Figure 1 shows that the logic of the AND array section is programmable and the logic of the AND array section is programmable.
This figure shows an embodiment in which the present invention is applied to a PA in which the logic of the R array section is fixed.

2 1 g 2−21・・・・・・は入力端子につなが
る導線であり、入力バッフ7回路4−1.4−2.・・
・・・・を経て非反転入力線6−1.6−3.・・・・
・・と反転入力線6−2.6−4.  ・・・・・に接
続されている。
2 1 g 2-21... are conducting wires connected to the input terminals, and the input buffer 7 circuits 4-1.4-2.・・・
. . , non-inverting input line 6-1.6-3.・・・・・・
... and inverted input line 6-2.6-4. ·····It is connected to the.

8−1.8−2.・・・・・・はA N Dアレイを構
成する導線であり、各ANDアレイ導線8−1.8−2
゜・・・・・・はセンスアンプ10−1.10−2.・
・・・・・につながっている、入力線6 1.6−2.
6−3゜・・・・・・とANDアレイ導!1i8−1.
8−2. ・−・−どの各交点にはプログラマブル素子
としてのEFROMが設けられ、結線がプログラムでき
るようになっている。
8-1.8-2. . . . are conducting wires constituting the AND array, and each AND array conducting wire 8-1.8-2
゜... is sense amplifier 10-1.10-2.・
Input line 6 connected to 1.6-2.
6-3°...and AND array conduction! 1i8-1.
8-2. --- An EFROM as a programmable element is provided at each intersection so that the connections can be programmed.

適当数のセンスアンプ10−1.10−2.・・・・・
・の出力がORゲート12−1.・・・・・・12−4
゜12−j 、・・・・・・に接続され、ORゲート1
2−1の出力はフリップフロップ14に入力され、OR
ゲート12−1の出力は機能セル16に入力され。
Appropriate number of sense amplifiers 10-1.10-2.・・・・・・
The output of OR gate 12-1. ...12-4
゜12-j , connected to OR gate 1
The output of 2-1 is input to the flip-flop 14 and OR
The output of gate 12-1 is input to functional cell 16.

ORゲート12−jの出力は機能セル18に入力されて
いる。フリップフロップ14ではQ出力が出力端子20
に接続され、フ出力が入カバソファ回路22を介してA
NDアレイ部にフィードバックされている。
The output of OR gate 12-j is input to functional cell 18. In the flip-flop 14, the Q output is the output terminal 20.
is connected to A through the input cover sofa circuit 22
It is fed back to the ND array section.

機能セル16.18は後述のように4ビツトのシフトレ
ジスタ又はカウンタとして使用できるものであり、各機
能セル16.18の出力が入力バッファ回路24−5.
.24−2.・・・・・・を介してANDアレイ部にフ
ィードバックされているとともに。
Functional cells 16.18 can be used as 4-bit shift registers or counters as described later, and the output of each functional cell 16.18 is sent to input buffer circuits 24-5.
.. 24-2. It is fed back to the AND array section via .

複数個の機能セル16.+8.・・・・・・を接続して
8ビツト以上の機能をもつ回路を構成することもできる
ようになっている。
A plurality of functional cells 16. +8. It is also possible to connect . . . to form a circuit with functions of 8 bits or more.

第1図では機能セル16.18の出力はフィードバック
されているが、外部に出力するようにしてもよい。
Although the outputs of the functional cells 16 and 18 are fed back in FIG. 1, they may be outputted to the outside.

第2図ないし第4図には機能セルi6.iaの具体的な
例を示す、この機能セルの例は、アップカウンタ、ダウ
ンカウンタ又はシフトレジスタが共通の回路で切り換え
て実現されるように構成されたものである。
FIGS. 2 to 4 show functional cell i6. This functional cell example, which shows a specific example of ia, is configured such that an up counter, a down counter, or a shift register are switched and realized by a common circuit.

第2図は機能セル16.18の接続関係を示すものであ
る。
FIG. 2 shows the connection relationship between the functional cells 16 and 18.

機能セル16.X8はそれぞれ4ビツトのカウンタ又は
シフトレジスタとなる回路C2を含んでおり1両機能セ
ル16と18の間のデータの入出力I’、) 1)11
 HD i 4及びキャリー人出力信号C○。
Functional cell 16. Each X8 includes a circuit C2 serving as a 4-bit counter or shift register, and inputs and outputs data between the functional cells 16 and 18 I', ) 1) 11
HD i 4 and carry person output signal C○.

C4はC8信号により制御されるトランスファーゲート
TG+〜T G 4により接続又は入力されろ。
C4 should be connected or input by transfer gates TG+ to TG4 controlled by the C8 signal.

C,、〕信号がローレベル(rOJ)にプログラムされ
ると、トランスファーゲートTG:=、TG3がオフと
なって両機能セル16と18の間が切断され、トランス
ファーゲートTGi 、TGiがオンとなって各機能セ
ル16.18がそれぞれ4ビツトのカウンタ又はシフト
レジスタとなる。また、C8信号がハイレベル(rlJ
)にプログラムされると、トランスファーゲートTG:
、TG3がオンとなって両機能セル16.18が接続さ
れるとともに、トランスファーゲートTGl、TG4が
オフとなって両機能セル16.18で8ビツトのカウン
タ又はシフトレジスタが構成される。
C, , ] signal is programmed to low level (rOJ), transfer gate TG:=, TG3 is turned off, disconnecting between both functional cells 16 and 18, and transfer gate TGi, TGi is turned on. Each functional cell 16, 18 becomes a 4-bit counter or shift register. Also, the C8 signal is at high level (rlJ
), the transfer gate TG:
, TG3 are turned on to connect both functional cells 16.18, and transfer gates TG1 and TG4 are turned off so that both functional cells 16.18 constitute an 8-bit counter or shift register.

機能セル16.18に含まれる62回路は第3図に示さ
れるように4個のC1回路が接続された4ビツト回路で
ある。各C1回路は第4図に示されている。ここで、d
tはシフトレジスタ選択信号、u / dはカウンタの
アップ型又はダウン型を選択する信号である。 sft
1号とu / d信号がともにハイレベルにプログラム
されると、第3図の回路は4ビツトシフトレジスタとな
る*sft信号がローレベル、u / d信号がハイレ
ベルにプログラムされると4ビツトダウンカウンタとな
り、sfL信号とu / d信号がともにローレベルに
プログラムされると、4ビツトアツプカウンタとなる。
The 62 circuits included in the functional cells 16 and 18 are 4-bit circuits to which four C1 circuits are connected, as shown in FIG. Each C1 circuit is shown in FIG. Here, d
t is a shift register selection signal, and u/d is a signal for selecting an up type or down type of counter. sft
When both #1 and u/d signals are programmed to high level, the circuit in Figure 3 becomes a 4-bit shift register. *When the sft signal is programmed to low level and the u/d signal to high level, It becomes a down counter, and when both the sfL signal and the u/d signal are programmed to low level, it becomes a 4-bit up counter.

以上の結果をまとめると次表のようになる。The above results are summarized in the following table.

これらの信号sft、u/d、C8はスピードに関係な
く、プログラマブル・ロジック・デバイス動作中一定の
値を保持すればよい。
These signals sft, u/d, and C8 need only hold constant values during operation of the programmable logic device, regardless of speed.

第5図には、これらの信号sft、  u/ d、、 
C8をプログラムするための回路を示す。
In FIG. 5, these signals sft, u/d, .
A circuit for programming C8 is shown.

TGiは第2図及び第4図に示されているトランスファ
ーゲートであり、sft、u/d、C8をプログラムす
るプログラマブル素子としてはMOS型のEPROMメ
モリセルQ3を使用している。
TGi is a transfer gate shown in FIGS. 2 and 4, and a MOS type EPROM memory cell Q3 is used as a programmable element for programming sft, u/d, and C8.

このプログラマブル素子Q3は第1図のANDアレイ部
で使用されているプログラマブル素子と同じものである
。Q+はプルアップ素子、Q=はメモリセルトランジス
タQ3のドレインにかかる電圧を制限するMOSトラン
ジスタである。メモリセルトランジスタQ3が書き込ま
れていなければノードNlはローレベル、ノードN2が
ハイレベルとなり、トランスファーゲートTGiはオン
となる。また、メモリセルトランジスタQ3が書き込ま
れていると、ノードN1がハイレベル、ノードN2がロ
ーレベルとなってトランスファーゲートTGiはオフと
なる。
This programmable element Q3 is the same as the programmable element used in the AND array section of FIG. Q+ is a pull-up element, and Q= is a MOS transistor that limits the voltage applied to the drain of memory cell transistor Q3. If the memory cell transistor Q3 is not written, the node Nl is at a low level, the node N2 is at a high level, and the transfer gate TGi is turned on. Further, when the memory cell transistor Q3 is written, the node N1 becomes high level, the node N2 becomes low level, and the transfer gate TGi is turned off.

本実施例では機能セルとして共通の回路でアップカウン
タ、ダウンカウンタ又はシフトレジスタを実現するよう
に、それらの機能の間の切換えをANDアレイ部で使用
されているプログラマブル素子と同じプログラマブル素
子を使用したスイッチで行なうことができるようにして
いるので2使用者にとって、最適の構造をとりやすく、
無駄が少なくなる。また、同一機能セルを用いることが
ら装置設計も簡単になる。
In this embodiment, the same programmable element used in the AND array section is used to switch between these functions so that an up counter, a down counter, or a shift register can be realized using a common circuit as a functional cell. Since it can be done with a switch, it is easy for two users to find the optimal structure.
Less waste. Furthermore, since the same functional cells are used, device design is also simplified.

(効果) 本発明によれば、PLAやPALなどのプログラマブル
・ロジック・デバイスにおいて、よく使用される回路機
能を実現するように予め構成された機能セルを備えたこ
とにより、ANDアレイ部やORアレイ部におけるプロ
グラマブル素子の数を抑えながら、論理規模を大きくす
ることができる。
(Effects) According to the present invention, in programmable logic devices such as PLA and PAL, by providing functional cells configured in advance to realize frequently used circuit functions, The logic scale can be increased while suppressing the number of programmable elements in the section.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は同実
施例に含まJt、る機能セルの具体例を示すブロック図
、第3図は第2図の02回路を示すブロック図、第4図
は第3図中のC1回路を示す回路図、第5図は同実施例
中の機能セルの機能の切換えを行なう部分を示す回路図
である。 6−1.6−2.・・・・・・;入力線、8−118−
21・・・・・・;ANDアレイ導線、12−1 r 
・・・=・12−i+  l 2  J :ORゲート
。 16.18;機能セル。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing a specific example of a functional cell including Jt included in the same embodiment, and Fig. 3 is a block diagram showing the 02 circuit in Fig. 2. 4 is a circuit diagram showing the C1 circuit in FIG. 3, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a portion for switching the functions of the functional cells in the same embodiment. 6-1.6-2.・・・・・・;Input line, 8-118-
21...; AND array conductor, 12-1 r
...=.12-i+ l 2 J: OR gate. 16.18; Functional cell.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プログラム可能な素子を含み、それらの素子にプ
ログラムを施すことにより任意の論理回路を構成するこ
とのできるプログラマブル・ロジック・デバイスにおい
て、 カウンタやシフトレジスタなどを実現するように構成さ
れた機能セルが予め形成されていることを特徴とするプ
ログラマブル・ロジック・デバイス。
(1) In a programmable logic device that includes programmable elements and can configure any logic circuit by programming those elements, a function configured to realize a counter, shift register, etc. A programmable logic device characterized in that cells are preformed.
JP19810285A 1985-09-06 1985-09-06 Programmable logic device Pending JPS6258722A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19810285A JPS6258722A (en) 1985-09-06 1985-09-06 Programmable logic device
US06903781 US4763020B1 (en) 1985-09-06 1986-09-04 Programmable logic device having plural programmable function cells
US07/199,122 US4857773A (en) 1985-09-06 1988-08-01 Programming logic device with test-signal enabled output
US07/555,364 US4992679A (en) 1985-09-06 1990-07-16 Programming logic device with multiple independent feedbacks per input/output terminal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19810285A JPS6258722A (en) 1985-09-06 1985-09-06 Programmable logic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6258722A true JPS6258722A (en) 1987-03-14

Family

ID=16385523

Family Applications (1)

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JP19810285A Pending JPS6258722A (en) 1985-09-06 1985-09-06 Programmable logic device

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62249226A (en) * 1986-02-07 1987-10-30 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレーテッド Programmable logical apparatus and method
US4942318A (en) * 1987-10-02 1990-07-17 Kawasaki Steel Corporation For conditioning the input to or the output from an integrated circuit
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