プログラマブルロジックの誕生――CPLD前史：プログラマブルロジック本紀（1）（3/3 ページ）

FPGAに代表されるプログラマブルロジックICの歴史をたどる本連載。第1回は、プログラマブルロジックが誕生した1970年代の状況や、PLDのご先祖様となるPLAについて紹介する。【訂正あり】

[大原雄介，MONOist]

PLDのご先祖様であるPLAの登場

　それではPROMよりもう少し自由に使えるものはなかったのだろうか。そこで、最初に世の中に出て来たPLDとなるのがPLA（Programmable Logic Array）である。

　1975年、英Signeticの82S100 FPLA（図3）と、Intersil IM5200 FPLA（図4）という2種類のPLAが世の中に登場した。82S100は16入力／8出力、IM5200は14入力／8出力のプログラマブルロジックである。

図4　Signeticの82S100 FPLAのデータシート。1987年2月の日付になっているが登場時と中身は変わらない［クリックで拡大］ 出所：Signetics

図5　IntersilのIM5200 FPLAのデータシート。ちょっと図版が見えにくくなっているが、上側がProgrammable AND array、下側がProgrammable OR arrayとなっている［クリックで拡大］ 出所：Intersil

　82S100の内部構造は図5に示す通りだ。IM5200も図4の左下に概略があるが、どちらも図3とよく似ている。

図6　82S100 FPLAの内部構造［クリックで拡大］ 出所：Signetics

　ただし、以下のように相違点も大きい。

• 上側のAND arrayがプログラマブルである
• AND arrayとOR array（図3におけるPROMのデコーダー部）をつなぐ部分は48個分しかない

　そもそもPROMのAND arrayがFixedなのは、11ビット入力をフルにデコードできる（というかデコードできないとPROMにならない）から、そもそもプログラマブルである必要がない。PLAではデコードできるパターンは最大48に限られ（というか限るためにプログラムが必要である）、その結果を8ビットで出力できる形になっている。パッケージは82S100が600milの28端子DIP、IM5200が600milの24端子DIPであるが、どちらも5V単一電源で動作する。レイテンシは82S100が定格35ns／最大80ns、82S100が定格65ns／最大100nsとなっており、どちらもPROMに比べて圧倒的に高速である。

　82S100とIM5200の内部構造は割と異なる（82S100はSigneticsのPROM技術を応用したもの、IM5200はIntersilのアバランチ誘起移動PROMプロセスを応用したもの）し、使い方も微妙に違うし、プログラミング環境も別だ。とはいえ、PROMを除くとこれら2社のPLAが、PLDのご先祖様ということになるだろう。