DE3520003C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch programmierbare Verknüpfungsmatrix für binäre Signale mit Signaleingängen und Signalausgängen, zwei Zeilenleitungen für jeden Signaleingang, wobei das dem Signaleingang zugeführte Signal an der einen Zeilenleitung in nicht negierter Form und an der anderen Zeilenleitung in negierter Form erzeugbar ist, einer Spaltenleitung für jeden Signalausgang und einer im nicht programmierten Zustand elektrisch leitenden, zum Zweck der Programmierung unterbrechbaren Verbindung zwischen jeder Zeilenleitung und jeder Spaltenleitung.

Eine elektrisch programmierbare Verknüpfungsmatrix der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise in der von der Firma Texas Instruments hergestellten integrierten Schaltung des Typs SN54TL16R4 enthalten. Eine Beschreibung dieser integrierten Schaltung befindet sich in dem von dieser Firma herausgegebenen Handbuch "ALS/AS Logic Circuit Data Book 1983" auf S. 3/10. In der englischsprachigen Literatur wird eine Verknüpfungsmatrix dieser Art in der Regel als "Programmable Logic Array" (abgekürzt PLA) bezeichnet. In einem Anwendungsfall wird eine solche Verknüpfungsmatrix bei der Adressierung eines Speichers zur Erzielung einer 1-aus-N-Decodierung eingesetzt, aus deren Ergebnis jeweils an eine einzelne Speicheradressierungsleitung ein Ansteuersignal angelegt wird, wenn an einem an die Verknüpfungsmatrix angeschlossenen Adreßbus eine bestimmte, dieser Adressierungsleitung zugeordnete Speicheradresse erscheint.

Damit die bekannte Verknüpfungsmatrix möglichst universell eingesetzt werden kann, sind jedem Signaleingang zwei Zeilenleitungen zugeordnet, wobei durch geeignete Schaltungsmaßnahmen dafür gesorgt ist, daß an der einen Zeilenleitung der dem Binärwert am Signaleingang entsprechende Binärwert auftritt, während an der anderen Zeilenleitung der negierte Binärwert auftritt. Über die elektrisch leitenden, zu Programmierungszwecken unterbrechbaren Verbindungen zwischen dem Zeilenleiter und den Spaltenleitern kann somit jedem Spaltenleiter ein Eingangssignal in nicht negierter Form oder auch in negierter Form zugeführt werden. Im programmierten Zustand, wenn also einige der ursprünglich elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Zeilenleitern und den Spaltenleitern entsprechend der gewünschten Dekodierfunktion unterbrochen worden sind, verhalten sich die Spaltenleiter wie UND-Schaltungen, was bedeutet, daß an dem mit dem Spaltenleiter verbundenen Ausgang nur dann ein Signal mit dem Binärwert "H" erscheint, wenn an allen mit diesem Spaltenleiter verbundenen Zeilenleitern dieser Binärwert "H" vorhanden ist. Sobald an einem mit diesem Spaltenleiter verbundenen Zeilenleiter der Binärwert "L" auftritt, nimmt auch das Signal an dem mit diesem Spaltenleiter verbundenen Ausgang den Wert "L" an.

Sowohl auf seiten des Herstellers als auch auf seiten des Anwenders ist es erwünscht, eine programmierbare Verknüpfungsmatrix vor der Durchführung einer Programmierung daraufhin zu überprüfen, ob die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Zeilenleitern und den Spaltenleitern alle einwandfrei, also nicht unterbrochen sind. Nur wenn im nicht programmierten Zustand zwischen jedem Signaleingang und jedem Signalausgang eine elektrisch leitende Verbindung vorhanden ist, ist gewährleistet, daß die Verknüpfungsmatrix in jeder beliebigen Weise zur Erzielung gewünschter Decodierfunktionen programmiert werden kann. Bei der bekannten Verknüpfungsmatrix ist es nicht möglich, die elektrischen Verbindungen zwischen den Zeilenleitern und den Spaltenleitern einzeln zu überprüfen, da, sobald an die Signaleingänge binäre Signale angelegt werden, an jeden Spaltenleiter von den zwei jeweils einem Signaleingang zugeordneten Zeilenleitern sowohl der Binärwert "H" als auch der Binärwert "L" angelegt wird. Da die Schaltungen, die die Signaleingänge mit den Zeilenleitern verbinden, so ausgebildet sind, daß ihr Ausgangssignal unabhängig von ihrem Eingangssignal stets den Binärwert "L" annimmt, wenn ein solcher Binärwert von einer anderen Schaltung her zu ihrem Ausgang gelangt, treten an allen Signalausgängen stets die Binärwerte "L" auf, welche Binärwerte den Signaleingängen auch zugeführt werden. Die selektive Überprüfung einer elektrischen Verbindung zwischen einem ausgewählten Zeilenleiter und einem ausgewählten Spaltenleiter ist somit nicht möglich.

Eine weitere Verknüpfungsmatrix der eingangs geschilderten Art ist aus der DE-PS 32 20 302 bekannt. Diese Verknüpfungsmatrix kann vor ihrer eigentlichen Programmierung auf Funktionsfähigkeit überprüft werden, jedoch handelt es sich bei dieser Verknüpfungsmatrix um eine Matrix in ECL-Technik, die sehr spezielle Schaltungsmaßnahmen erfordert und für die Durchführung der eigentlichen Funktionsprüfung ganz spezielle Signalpegel benötigt, die genau eingehalten werden müssen. Diese Signalpegel sind dabei Analogspannungen mit ganz bestimmten Werten, beispielsweise -0,8 V, -1,6 V.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verknüpfungsmatrix zu schaffen, bei der die im nicht programmierten Zustand bestehenden elektrischen Verbindungen zwischen den Zeilenleitern und den Spaltenleitern vor der Programmierung einzeln unter Verwendung von die Binärwerte "H" und "L" repräsentierenden Signalen geprüft werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Verbindung zwischen den Signaleingängen und jedem der diesen zugeordneten Zeilenleitern ein steuerbares Schaltglied eingefügt ist, das durch ein ihm zugeführtes Steuersignal derart steuerbar ist, daß sein Ausgangssignal sich mit dem am zugehörigen Signaleingang anliegenden Signal ändert oder unabhängig von diesem Signal stets einen vorbestimmten Signalwert beibehält.

In der erfindungsgemäßen Verknüpfungsmatrix wird mit Hilfe der steuerbaren Schaltglieder die Möglichkeit geschaffen, durch Anlegen vorgewählter Signalwerte an die Signaleingänge an allen Zeilenleitern den gleichen ausgewählten Signalwert zu erzeugen. Eines der beiden jeweils einem Signaleingang zugeordneten Schaltglieder befindet sich dabei in dem Zustand, in dem sein Ausgangssignal sich abhängig von dem dem zugehörigen Signaleingang zugeführten Signal ändert. Eine Änderung des einem Signaleingang zugeführten Signalwerts kann somit an den Signalausgängen festgestellt werden, die über die Spaltenleiter und die elektrisch leitenden Verbindungen mit dem Zeilenleiter verbunden sind, an dem der sich ändernde Signalwert auftritt. Nacheinander können dadurch alle elektrischen Verbindungen zwischen den Zeilenleitern und den Spaltenleitern auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden. Auch die Signalwege zwischen den Signaleingängen und den zugehörigen Signalausgängen können sowohl bezüglich ihrer Funktionsfähigkeit als auch bezüglich ihrer Schaltgeschwindigkeit überprüft werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Figur ein schematisches Schaltbild des für die Erfindung wesentlichen Teils einer elektrisch programmierbaren Verknüpfungsmatrix zeigt.

Die in der Zeichnung dargestellte Verknüpfungsmatrix 10 weist Signaleingänge A₀ bis A _x und Signalausgänge Q₀ bis Q _i auf. Jedem Signaleingang sind zwei Zeilenleiter a₀ und a₀, a₁ und a₁′ . . . a _x und a _x ′ zugeordnet. Ihr Signalausgang ist mit einem Spaltenleiter q₀, q₁ . . . q _i verbunden.

Im nicht programmierten Zustand der Verknüpfungsmatrix 10 befindet sich zwischen jedem Spaltenleiter a₀, a₀′ . . . a _x , a _x ′ und jedem Spaltenleiter q₀ bis q _i eine elektrisch leitende Verbindung, die jeweils von einer Schmelzbrücke F und einer Diode D gebildet ist. Unter Verwendung von in der Zeichnung nicht dargestellten Schaltungen, die an die Spaltenleiter angeschlossen sind, und durch Anlegen spezieller Programmierungssignale können die Schmelzbrücken zum Programmieren der Verknüpfungsmatrix 10 in ausgewählter Weise zerstört werden, damit die Verbindung zwischen einem ausgewählten Zeilenleiter und einem ausgewählten Spaltenleiter unterbrochen wird. Wie der Programmiervorgang durchgeführt wird, ist bekannt, so daß hier keine näheren Ausführungen darüber gemacht werden. Die Dioden D dienen der Entkopplung der "L"- und "H"-Signale an den Spaltenleitern q₀, q₁ . . . q _i .

Jeder Signaleingang A₀ bis A _x ist über einen Negator N₀ bis N _x an einen Eingang eines von einer NAND-Schaltung gebildeten Schaltglieds S₀, S₁ . . . S _x angeschlossen. Ferner ist jeder Signaleingang A₀ bis A _x direkt an einen Eingang eines weiteren, ebenfalls von einer NAND-Schaltung gebildeten Schaltglieds S₀′, S₁′ . . . S _x ′ angeschlossen. Die zweiten Eingänge der Schaltglieder S₀, S₁ . . . S _x sind direkt an einen Steuereingang C₁ angeschlossen, und die zweiten Eingänge der Schaltglieder S₀′, S₁′ . . . S _x ′ sind gemeinsam an einen Steuereingang C₂ angeschlossen.

Wenn in der beschriebenen Verknüpfungsmatrix 10 geprüft werden soll, ob die Schmelzbrücken F, die jeweils einen Zeilenleiter und einen Spaltenleiter miteinander verbinden sollen, die gewünschte Verbindung auch tatsächlich herstellen, wird wie folgt vorgegangen:

An den Steuereingang C₁ wird ein Signal mit dem Wert "H" angelegt, und an den Steuereingang C₂ wird ein Signal mit dem Wert "L" angelegt. Gleichzeitig werden an alle Signaleingänge A₀ bis A _x Signale mit dem Wert "H" angelegt.

Für die weitere Erläuterung seien zunächst die Signale an den dem Signaleingang A₀ zugeordneten Baueinheiten N₀, S₀ und S₀′ sowie an den Zeilenleitern a₀ und a₀′ näher betrachtet. Das Signal mit dem Wert "H" am Signaleingang A₀ hat zur Folge, daß infolge der Negierung durch den Negator N₀ an dem in der Zeichnung oben liegenden ersten Eingang des Schaltglieds S₀ der Signalwert "L" auftritt. Am zweiten Eingang dieses Schaltglieds S₀ liegt das bereits erwähnte Steuersignal vom Steuereingang C₁ mit dem Wert "H". Da das Schaltglied S₀ wie erwähnt eine NAND-Schaltung ist, erscheint an seinem mit dem Zeilenleiter a₀ verbundenen Ausgang ein Signal mit dem Wert "H". An beiden Eingängen des Schaltglieds S₀′ liegen Signale mit dem Wert "L", so daß auch dieses Schaltglied an seinem Ausgang ein Signal mit dem Wert "H" abgibt und an den Zeilenleiter a₀′ anlegt. Durch Anlegen des Signals mit dem Wert "L" an den zweiten Eingang des Schaltglieds S₀′ gibt dieses Schaltglied an seinem Ausgang den Signalwert "H" ab, unabhängig davon, welches Signal seinem ersten Eingang vom Signaleingang A₀ zugeführt wird. Dies bedeutet, daß am Zeilenleiter a₀′ stets der Signalwert "H" vorhanden ist, unabhängig vom Signal am Signaleingang A₀. Am zweiten Eingang des Schaltglieds S₀ liegt dagegen der Signalwert "H", was zur Folge hat, daß an seinem Ausgang und damit auch am Zeilenleiter a₀ der Signalwert "H" oder der Signalwert "L" erzeugt werden kann, je nachdem, ob am Signaleingang A₀ der Signalwert "H" oder "L" anliegt. Die bisher geschilderten Verhältnisse liegen auch an den den weiteren Signaleingängen A₁ bis A _x zugeordneten Baueinheiten und an den entsprechenden Zeilenleitern vor.

Wie aus dem Schaltbild hervorgeht, sind die Ausgänge aller Schaltglieder S₀, S₀′ bis S _x , S _x ′ über die Schmelzbrücken F₀₀, F₀₀ bis F _{x 0}, F _{x 0} parallel an den Signalausgang Q₀ angeschlossen. An diesem Ausgang Q₀ erscheint der Signalwert "H" solange an allen Zeilenleitern ebenfalls der Signalwert "H" vorhanden ist. Sobald jedoch an einem Zeilenleiter der Signalwert "L" auftritt, nimmt auch das Signal am Signalausgang Q₀ den Wert "L" an. Vom Standpunkt der logischen Funktion aus betrachtet sind die Ausgänge der Schaltglieder S₀, S₀′ bis S _x , S _x ′ jeweils über eine UND- Verknüpfung mit den Signalausgängen Q₀ bis Q _i verbunden.

Zum Prüfen des Funktionszustandes der Schmelzbrücke F₀₀ wird das Signal am Signaleingang A₀ vom Signalwert "H" auf den Signalwert "L" umgeschaltet. Wenn das Signal am Signalausgang Q₀ diesem Wechsel von "H" auf "L" folgt, ist die Schmelzbrücke F₀₀ in Ordnung, d. h., sie stellt eine Verbindung zwischen dem Zeilenleiter a₀ und dem Spaltenleiter q₀ her. Nacheinander kann nun festgestellt werden, ob der gleiche Wechsel von "H" auf "L" auch an den Signalausgängen Q₁ bis Q _i auftritt, wodurch nacheinander die Schmelzbrücken F₀₁ bis F _0i geprüft werden können. Zum Prüfen der zwischen dem Zeilenleiter a₁ und den Spaltenleitern q₀ bis q _i vorhandenen Schmelzbrücken wird nur an den Signaleingang A₁ ein Signal mit dem Wert "L" gelegt, und es wird festgestellt, ob der damit verbundene Wechsel von "H" auf "L" auch an den Ausgängen Q₀ bis Q _i auftritt. Auf diese Weise können nacheinander alle zwischen den Zeilenleitern a₀ bis a _x und den Spaltenleitern q₀ bis q _i vorhandenen Schmelzbrücken auf ihren einwandfreien Zustand geprüft werden.

Zur Überprüfung der Schmelzbrücken zwischen den Zeilenleitern a₀′ bis a _x ′ und den Spaltenleitern q₀ bis q _i wird an den Steuereingang C₁ der Signalwert "L" und an den Signaleingang C₂ der Signalwert "H" angelegt. Wie bei der vorher beschriebenen Prüfung werden an alle Signaleingänge A₀ bis A _x wieder Signale mit dem Wert "H" angelegt. Dies hat zur Folge, daß an allen Zeilenleitern Signale mit dem Wert "H" anliegen. Allerdings sind in diesem Fall die Schaltglieder S₀ bis S _x durch das Steuersignal mit dem Wert "L" an ihrem zweiten Eingang in einen Zustand versetzt, in dem ihr Ausgangssignal unabhängig vom Wert des ihrem ersten Eingang zugeführten Signals stets den Wert "H" beibehält. Die Schaltglieder S₀′ bis S _x ′ reagieren dagegen bei einem Wechsel des Signalwerts an ihrem ersten Eingang von "H" auf "L" mit einem entsprechenden Wechsel ihres Ausgangssignals. Wie in der oben geschilderten Weise können nun nacheinander die zwischen den Zeilenleitern a₀′ bis a _x ′ und den Spaltenleitern q₀ bis q _i vorhandenen Schmelzbrücken durch Umschalten der Signalwerte an den Signaleingängen A₀ bis A _x von "H" auf "L" durch Feststellen einer entsprechenden Signalwertänderung an den Signalausgängen Q₀ bis Q _i geprüft werden.

Durch Einfügen der Schaltglieder S₀, S₀′ bis S _x , S _x ′ in die Verbindungen zwischen den Signaleingängen A₀ bis A _x und den Zeilenleitern a₀, a₀′ bis a _x , a _x ′ können in der geschilderten Weise alle zwischen den Zeilenleitern und den Spaltenleitern q₀ bis q _i im unprogrammierten Zustand vorhandenen Schmelzbrücken auf ihren leitenden Zustand überprüft werden. Diese Funktionsprüfung gibt dem Anwender die Sicherheit, daß er vor der Programmierung eine einwandfreie Verknüpfungsmatrix 10 zur Verfügung hat, so daß durch die durch gezieltes Unterbrechen von Schmelzbrücken durchgeführte Programmierung auch tatsächlich die gewünschte Funktion der Verknüpfungsmatrix erzielt werden kann. Bei der Anwendung der Verknüpfungsmatrix im programmierten Zustand werden an die Steuereingänge C₁, C₂ Signale mit dem Wert "H" angelegt, durch die die Schaltglieder S₀, S₀′ bis S _x , S _x ′ in den Zustand versetzt werden, in dem sie ihr Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem ihrem ersten Eingang zugeführten Signal ändern.

Claims (2)

1. Elektrisch programmierbare Verknüpfungsmatrix für binäre Signale mit Signaleingängen und Signalausgängen, zwei Zeilenleitungen für jeden Signaleingang, wobei das dem Signaleingang zugeführte Signal an der einen Zeilenleitung in nicht negierter Form und an der anderen Zeilenleitung in negierter Form erzeugbar ist, einer Spaltenleitung für jeden Signalausgang und einer im nicht programmierten Zustand elektrisch leitenden, zum Zweck der Programmierung unterbrechbaren Verbindung zwischen jeder Zeilenleitung und jeder Spaltenleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung zwischen den Signaleingängen (A₀ bis A _x ) und jedem der diesen zugeordneten Zeilenleitern (a₀, a₀ bis a _x , a _x ′) ein steuerbares Schaltglied (S₀, S₀′ bis S _x , S _x ′) eingefügt ist, das durch ein ihm zugeführtes Steuersignal derart steuerbar ist, daß sein Ausgangssignal sich mit dem am zugehörigen Signaleingang (A₀ bis A _x ) anliegenden Signal ändert oder unabhängig von diesem Signal stets einen vorbestimmten Signalwert beibehält.

2. Verknüpfungsmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (S₀, S₀′ bis S _x , S _x ′) NAND-Schaltungen sind, die zwei Eingänge aufweisen, von denen jeweils einer mit dem zugehörigen Signaleingang in Verbindung steht und der andere an jeweils einen von zwei Steuereingängen (C₁, C₂) angeschlossen ist.