Che cos'è una matrice logica programmabile?
Un array logico programmabile (PLA) è un dispositivo che fornisce un livello o livelli di output logici basati su un set di input. Essendo un circuito logico combinatorio, l'array logico programmabile può essere implementato usando dispositivi di memoria programmabili. L'array logico programmabile è una semplice alternativa all'uso di gate e noiose semplificazioni delle equazioni logiche.
La progettazione logica programmabile è una migliore alternativa alle soluzioni implementate con gate logici perché uno svantaggio della progettazione logica tradizionale è la difficoltà di apportare modifiche al design esistente. Successivamente, è diventato evidente che gli strumenti software erano più pratici date le sfide nell'aggiornamento delle funzionalità e nell'ottimizzazione delle prestazioni dei nuovi prodotti digitali. L'array logico programmabile è simile a un chip di memoria con un bus di indirizzo e un bus di dati. Per ogni combinazione di ingressi, esiste un'uscita a livello logico per tutte le uscite necessarie. L'array logico programmabile, essendo un dispositivo logico programmabile, offre molte soluzioni pratiche alle sfide dell'automazione.
L'applicazione comune di un PLA è quella di implementare una tabella di verità che fornisce condizioni basate su combinazioni di input e output basati su questi input. Ad esempio, nel controllo di una pompa dell'acqua, potrebbero esserci diversi sensori che rilevano le condizioni di pompaggio. Un input indica che il serbatoio dell'acqua è pieno, un altro input è un indicatore se è disponibile acqua in ingresso, un altro input è un livello logico che indica se il motore della pompa è troppo caldo, e ancora un altro input è un indicatore se il motore è eccitato. Questi indicatori sono generati da circuiti di sensori separati.
I circuiti di sensori tipici fanno uso di comparatori analogici per generare livelli logici attivi alti o attivi bassi per l'array logico programmabile. Un livello logico “serbatoio pieno d'acqua” può essere prodotto da un semplice interruttore a galleggiante. Un interruttore a galleggiante può aprirsi quando il serbatoio è pieno. Nel caso in cui il circuito completo del serbatoio dell'acqua sia difettoso, tenderà a segnalare che il serbatoio è pieno anche se in caso contrario.
Se i livelli logici sono attivi alti o attivi bassi di solito comporta diversi fattori. Nell'uso di resistori pull-up, al livello normale tende ad essere assegnato lo stato alto attivo, il che significa che il resistore collegato alla linea di alimentazione positiva non assorbe corrente per la maggior parte del tempo. Queste considerazioni sono molto importanti per i dispositivi che possono funzionare a potenza limitata come i dispositivi logici che estraggono energia da sistemi esterni. Ad esempio, i regolatori fotovoltaici solari devono consumare una corrente minima per un funzionamento prolungato quando le tensioni della batteria si stanno esaurendo.
Un controllore logico programmabile (PLC) è in grado di gestire i requisiti di automazione in base a ingressi rilevati e istruzioni programmate. Fa uso della logica basata su un set di istruzioni limitato. I microcontrollori sono microprocessori che hanno un set di istruzioni definito per gestire l'acquisizione dei dati e il controllo di supervisione.