Составление принципиальной электрической схемы устройства цифровой оптимальной обработки радиолокационного сигнала, страница 3

Целесообразно применять ПЛИС при разработке оригинальной аппаратуры, а также для  замены обычных ИС малой и средней степени интеграции.  При  этом  значительно уменьшаются размеры  устройства,  снижается  потребляемая  мощность и повышается надежность. Перспективные разработки невозможны без применения ПЛИС.

Наиболее эффективно использование ПЛИС в изделиях, требующих нестандартных схемотехнических решений. В этих  случаях  ПЛИС  даже  средней степени интеграции (24 вывода) заменяет, как правило, до  10-15  обычных интегральных микросхем.

Другим критерием использования ПЛИС является потребность резко  сократить сроки и затраты на проектирование,  а  также  повысить  возможность модификации и отладки аппаратуры. Поэтому ПЛИС широко применяется в стендовом оборудовании, на этапах разработки и производства опытной партии новых изделий, а также для эмуляции схем, подлежащих последующей реализации на другой элементной базе, в частности на тех же БМК.

Отдельная область применения ПЛИС - проектирование на их  основе  устройств для защиты программного обеспечения и аппаратуры от несанкционированного доступа и копирования. ПЛИС обладают  такой  технологической особенностью, как "бит секретности", после программирования,  которого схема становится недоступной для чтения (хотя свои функции ПЛИС, естественно, продолжает выполнять). Обычно применение одной-двух  ПЛИС средней степени интеграции оказывается вполне достаточной  для  надежной защиты информации.

Наиболее широко программируемые логические ИС используются в  микропроцессорной и вычислительной технике.  На  их  основе  разрабатываются контроллеры, адресные дешифраторы, логика обрамления микропроцессоров, формирователи управляющих сигналов и др. На ПЛИС  часто изготавливают микропрограммные автоматы и другие специализированные устройства, например, цифровые фильтры, схемы обработки сигналов и изображения,  процессоры быстрого преобразования функций Фурье и т. д. В технике связи ПЛИС применяются в аппаратуре уплотнения телефонных сигналов.

Применение ПЛИС становится актуальным еще и потому, что у  разработчиков зачастую нет необходимых стандартных микросхем.

Буквально за последние два-три года в цифровых устройствах широкое применение получили программируемые логические интегральные схемы фирм ALTERA и XILINX, позволяющие на 1-2 порядка уменьшить объем аппаратуры и оперативно производить изменение конфигурации схемы.

Для разработки проектов на данных микросхемах и их программирования необходима лицензионная САПР фирмы ALTERA, включающая в себя программное обеспечение "MAX+PLUSII"; ключ, привязывающий программное обеспечение к конкретному компьютеру и адаптер для программирования микросхемы. "MAX+PLUSII" позволяет одновременно выполнять трансляцию, моделирование, временной анализ и программирование в одном проекте.

Реализация большей части узлов устройства обработки  (или всего устройства) позволяет увеличиться надежность устройства, уменьшить размеры печатной платы и число дорожек, снизиться общее потребление схемы. При программировании в среде "MAX+PLUSII" была автоматически выбрана ПЛИС EPM10K50RC240-3 серии FLEX10K фирмы ALTERA.

В ПЛИС вошли: блок коррекции фазы, сумматор рециркуляторного типа из формирователя корректирующих коэффициентов, накопитель и согласованный фильтр. Это стало возможным благодаря составленной программе (приложение 1).

5.4. Формирование сигнала управления ПЗУ ФКК

          ПЗУ ФКК хранит значения 4096-ти отсчетов периода синусоидального колебания, на основе которых вычисляются корректирующие коэффициенты. Каждый отсчет представлен 12-ю разрядами. Поскольку отечественная и зарубежная промышленности не выпускают ПЗУ с такой организацией памяти, то возникает необходимость использования нескольких (двух или более) параллельно включенных (с разделенными выходами) микросхем ПЗУ. Использование трех 4-разрядных ПЗУ является нецелесообразным, в связи со значительным увеличением габаритов схемы. Наиболее удобным является применение двух микросхем ПЗУ с 8-разрядной организацией памяти. Избыточная разрядность (2×8 бит равно 16 бит) не является недостатком, т. к. лишние четыре разряда могут быть использованы после соответствующего перепрограммирования ПЛИС.