Весьма современным и полезным представляется использование в цифровых устройствах СБИС под названием программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС). В отличие от аппаратурной реализации, устройство с ПЛИС основано не на жесткой логике, а на программируемой, что позволяет легко переналаживать систему обработки. Такая система по быстродействию сопоставима с системой на жесткой логике. В ПЛИС заложены возможности, которые позволяют превратить ее в ИС с любой функцией цифровой логики [8].
Благодаря наличию различных систем автоматизированного проектирования, а также структурным и технологическим особенностям, ПЛИС представляют технологию рекордно-короткого цикла разработки радиоэлектронной аппаратуры. Причем весь цикл проектирования и изготовления готового устройства осуществляется самим разработчиком, что значительно снижает стоимость РЭА по сравнению с использованием, например, специализированных полузаказных ИС на базовых матричных кристаллах (БМК), называемые за рубежом вентильными матрицами (Gate Arrays).
БМК получили широкое распространение в 60 - 70-е годы. Бесспорным их преимуществом в то время являлось создание на их основе самых различных микросхем, конечно при наличии развитых средств проектирования. Однако, на лицо были видны и недостатки матричных кристаллов. Прежде всего речь идет о значительных сроках и затратах на проектирование специализированных ИС на основе БМК. Эта негативная их особенность послужила предпосылкой для появления нового класса специализированных полузаказных микросхем - ПЛИС. В зарубежной литературе синонимом ПЛИС является аббревиатура PLD - programmable logic devices.
ПЛИС- это интегральные микросхемы, содержащие программируемую матрицу элементов логического И (конъюнкторов), программируемую или фиксируемую матрицу элементов логического ИЛИ (дизъюнкторов) и так называемые макроячейки (в зарубежной литературе - macrocells). Макроячейки, как правило, включают в себя триггер, тристабильный буфер и вентиль исключающее ИЛИ, управляющий уровнем активности сигнала. Размерность матриц и конфигурация макроячеек определяют степень интеграции и логическую мощность ПЛИС [19].
Проектирование устройств на ПЛИС сводится к выявлению программируемых элементов (перемычек или запоминающих ячеек), после удаления, которых в структуре схемы остаются только те связи, которые необходимы для выполнения требуемых функций. На практике эта задача весьма непростая, так как современные ПЛИС содержат в среднем несколько десятков тысяч перемычек. Поэтому для проектирования обязательно применяют системы автоматизированного проектирования (САПР ПЛИС).
Если за рубежом ПЛИС уже заняли заметное место в арсенале разработчика РЭА, то в России и странах СНГ эта технология только начинает по-настоящему развиваться. Отставание объясняется рядом причин. Во-первых, очень узка номенклатура ПЛИС на нашем рынке элементной базы. Во-вторых, практическая недоступность для наших специалистов современных зарубежных систем проектирования. В-третьих, недостаток информации в технической литературе о ПЛИС и методах работы с ними.
Нужно, однако, отметить, что в начале 90-х годов у нас стали наблюдаться некоторые реальные сдвиги в применении ПЛИС на отдельных предприятиях. Этому в первую очередь способствовало появление отечественных ПЛИС для решения многих задач. Назовем, например, ПЛИС с плавкими перемычками по технологии ТТЛШ, производимые в НИИМЭ в Зеленограде. В их числе уже давно известные ПЛМ К556РТ1, К556РТ2, К556РТ21 и сравнительно недавно выпускаемые ИС КМ1556ХП4, КМ1556ХП6, КМ1556ХП8, КМ1556ХЛ8 являющиеся аналогами широко распространенных в мире ПЛИС семейства PAL. Сыграл определенную роль и выход на отечественный рынок фирмы INTEL, представившей в числе своей продукции ПЛИС по технологии КМОП с УФ - стиранием. Наибольшую известность получили ПЛИС 85С060, 85С090 и 85C22V10, считавшаяся в 80-х годах мировым промышленным стандартом на ПЛИС.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.