December 11 2017 07:50:17
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
программируемая вентильная матрица
ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Другую конфигурацию ПЛИС, называемую программируемой вентильной матрицей (ПВМ), относят к структуре Complex Programmable Logic Devices, основными особенностями которой являются регулярность структуры в сочетании с большой гибкостью при построении устройств. Кристаллы содержат матрицу конфигурируемых логических блоков (КЛБ), которая окружена программируемыми блоками ввода- вывода (БВВ). Все соединения между основными элементами осуществляются с помощью программируемой матрицы главных соединений, представляющей собой теневое ЗУ, т.е. совокупность программируемых быстродействующих переключателей, расположенных на пересечении линий связи (рис.9.8).

Рис.9.8. Структура кристалла

Конфигурируемый логический блок (рис.9.9) включает:

  1. функциональный логический генератор (ФЛЭ), позволяющий реализовать любую логическую функцию четырех переменных Х3, Х2, Х1, Х0;

  2. запоминающий элемент (D-триггер),

  3. комбинационное устройство управления и организации внутренних коммутаций.


Рис.9.9. Конфигурируемый логический блок

Управляющее устройство может изменять структуру и комбинировать ресурс ФЛЭ (например, перестроить  на реализацию двух функций трех переменных), а также с помощью тактирующего сигнала на входе «Clock» осуществлять синхронную работу блока и возможность подачи сигнала обратной связи с выхода триггера Q на вход.  

В некоторых модификациях микросхем КЛБ содержит логические схемы ускоренного переноса для обеспечения выполнения арифметических операций, а также выходная логическая схема, управляющая режимами работы.

С целью расширения возможностей трассировки каждый КЛБ окружен локальными линиями связи для осуществления соединений с шинами главных трассировочных матриц.  Подключение выходов КЛБ к линиям связи осуществляются с помощью расположенных в непосредственной близости буферов с тремя состояниями.

По периферии кристалла размещены программируемые БВВ для обеспечения совместимости внутренних блоков микросхемы с внешними устройствами и задания режимов работы. Каждый БВВ содержит запоминающий элемент (тактируемый триггер), программируемые входной канал и буфер вывода, а также схемы электрической защиты от пробоя.

Логическая структура СPLD хранится во внутренних запоминающих элементах (теневом ЗУ). Специальные схемы на кристалле обеспечивают автоматическую загрузку информации о конфигурации и обеспечивают ее электрическое перепрограммирование.

Область применения ПЛИС во многом зависит от ее архитектуры. Конфигурации СPLD позволяют эффективно реализовать устройства на основе их описания с помощью СДНФ, привлекательной для создания различных автоматов и узлов микроконтроллеров. Некоторые семейства ПЛИС имеют встроенные реконфигурируемые модули памяти и содержат значительное число триггеров, что делает ПЛИС данной архитектуры весьма удобным средством реализации алгоритмов цифровой обработки сигналов, основными операциями в которых являются перемножение, умножение на константу, суммирование и задержка сигнала.

Существенный рост информационной емкости ПЛИС позволил использовать их для построения вычислительной системы на кристалле (System on Chip), т. к. наличие большого числа макроэлементов дает возможность разместить ядро микропроцессора, память, логическую часть и различные обслуживающие устройства (таймеры, УВВ и другие).  

Для разработки устройств на базе ПЛИС требуются соответствующие программные средства САПР, которые создаются параллельно с разработкой семейств программируемой логики. Стандартные средства проектирования включают навигатор проекта (средства управления созданием проекта), графический редактор, компилятор (система обработки логических проектов), поуровневый планировщик, симулятор, сигнальный редактор и отладчик, а также другие подпрограммы. Полное проектирование с учетом конфигурации и возможностей конкретного семейства ПЛИС можно выполнить только с использованием специализированных программных систем, содержащих расширенные иерархические библиотеки элементов, конфигураций и решений.  

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.17 секунд 2,294,962 уникальных посетителей