Забезпечення універсальності ІС полягає в їх програмованості, коли кожний споживач може налаштовувати стандартну ІС на виконання потрібних функцій. Для здійснення цього є два шляхи. Перший пов’язаний з розробкою мікропроцесорних ІС, структура яких залишається незмінною, а функції визначаються записаною до пам’яті програмою у вигляді команд, що виконуються одна за одною послідовно в часі. Складність вирішуваних задач є при цьому практично необмеженою (за нарощуваного обсягу пам’яті), але швидкодія через послідовність дій може виявитися недостатньою. Через це в радіотехнічних системах вдаються, наприклад, до застосування апаратних засобів арифметичного множення, яке в мікропроцесорі займає багато часу, бо виконується за алгоритмом з багатьох кроків.
Другий шлях полягає в програмуванні структури ІС на виконання потрібних функцій. Властивість програмованості набували вже деякі СІС або їх комбінації (такі як арифметико-логічний пристрій, універсальний логічний модуль на мультиплексорі з вхідним регістром, програмований лічильник на базі двійкового лічильника і компаратора тощо). Проте суттєвий крок в бік програмованості структури було зроблено лише із впровадженням програмованих логічних матриць (ПЛМ) і базових матричних кристалів (БМК) – мікросхем, які стали називати програмованими логічними ІС (ПЛІС). На базі ПЛМ і БМК з’явилися якісно нові складні ВІС і НВІС програмованої структури (випускаються, в основному, фірмами США). За відсутності усталеного слов’янського терміна користуватимемося назвою ПЛІС, розуміючи при цьому їх сучасне покоління.
Крім універсальності і, як наслідок, зниження вартості проектів на їх основі такі НВІС забезпечують високу швидкодію, проте складність виконуваних функцій, на відміну від мікропроцесорів, цілком визначається кількістю елементів на кристалі і системою їх зв’язків (сучасні ІС вміщують до кількох мільйонів еквівалентних вентилів). В міру зростання ступеня інтеграції в ПЛІС стали розміщувати системні модулі, такі як блоки пам’яті, мікроконтролери, мікропроцесори, периферійні пристрої, зокрема, 32-розрядні порти введення-виведення, пристрої звертання до зовнішньої пам’яті, арифметичні помножувачі, помножувачі частоти, системи ФАПЧ, приймачі-передавачі систем передачі даних тощо. Подібні ПЛІС здобули назву SOC (Systems On Chip – системи на кристалі). На цей час освоєно випуск великої кількості типів ПЛІС, які поділяються на родини (родина складається з однотипних ІС різної складності) і цей напрямок радіоелектроніки, що поєднує мікроелектроніку, схемотехніку і САПР, стрімко розвивається.
Сучасні ПЛІС, які крім логічних блоків містять процесори, пам’ять, периферійні пристрої, різні інші модулі, придатні для побудови складних ЦП і радіотехнічних систем обробки інформації, інформаційно-вимірювальних систем і систем зв’язку тощо. Такі ПЛІС здатні замінити громіздке і коштовне обладнання для експериментального відпрацювання прототипів розробок і пришвидшити їх впровадження у виробництво, у тому числі якщо практична реалізація здійснюватиметься на інших засобах. У царині наукових досліджень з’являються можливості швидкого переходу від моделювання в САПР до експерименту на ПЛІС. І, нарешті, усунуто перешкоди щодо активізації навчального процесу шляхом моделювання і дослідження власних проектів або їх фрагментів, а також є можливість подолати традиційну відсталість експериментальної бази навчальних закладів.
9.1.1.2 Класифікація ПЛІС за способами програмування структури
Під часвикористанняСАПР, довідкової інформації, зокрема, про типи мікросхем і їхня програмування доводиться стикатися з масою англомовних термінів (у перекладній літературі їх залишають без перекладу або перекладають по-різному). Крім того, програмовані елементи, в яких зберігається інформація про конфігурацію ІС, за технологією виконання подібні до запам’ятовувальних пристроїв (ЗП), тому в інформації щодо типу ПЛІС зазвичай робляться посилання на тип ЗП (бо історично останні з’явилися раніше). Аби усунути плутанину та послабити труднощі застосування ПЛІС, спричинені термінологією, наведемо стисло класифікацію мікросхем за способами програмування їхньої структури (рис. 1) із зазначенням основних понять (їхні абревіатури виділено в тексті жирним шрифтом), необхідних для розуміння САПР і довідкової інформації.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.