circuite integrate programabile logice (FPGA)
Mai recent, la dispoziția dezvoltator de dispozitive electronice digitale are un „greu“ logic. Design Arta este de a atinge acest obiectiv, utilizând numărul minim de circuite integrate, care pot efectua o funcție bine definită. Aparatul este depanat și îmbunătățit prin tăierea conductoarelor imprimate și „agățat“ Jumpers și detalii suplimentare. greșeli comise adesea în faza de proiectare, a fost posibil să se corecteze numai costul de producție al noului PCB.
Microprocesoarele situația sa schimbat cu greu, pentru că fiecare dintre ele necesită destul de complex „leagă“ a elementelor logice uzuale. În plus, în multe cazuri, dispozitive digitale specializate rezolva problema microprocesor universal eficient.
Revoluția a început odată cu apariția IC PROM și rețele logice programabile (PLA sau PLD - dispozitiv logic programabil). Perezhigaya folosind prograssatora prevăzute pentru siguranțe fuzibile în acestea, dezvoltatorii pot pune în aplicare într-o duzină de IC aproape orice funcție logică. reprezentanții tipice de o singură dată EPROM programabil și PLA - seria internă 556 și 1556. Dar, cu un săritor suplimentar IC supraîncălzit a trebuit să fie aruncat afară.
În mod repetat ROM programabilă cu ștergere UV, din păcate, puțini sunt potrivite pentru implementarea funcțiilor logice datorită performanțelor necorespunzătoare.
Unele „personalizate“ utilizate pe scară largă IMS bazate pe BMK (seria K1515 și K1520). BMK conțin sute de elemente logice și pot înlocui mai multe zeci de IC grad scăzut și mediu de integrare. Elementele sunt conectate direct la cip pe circuitul de client dorit în ultimele etape ale ciclului de producție. Desigur, o astfel comanda IC are sens pentru nevoile de cel puțin câteva sute de bucăți (nh100) și schimba nimic în dispozitivul finit este imposibilă.
Dezvoltarea în continuare a tehnologiei PLA și FPGA a condus la crearea de circuite integrate programabile logice (FPGA). Funcția poate fi pusă în aplicare de către acestea de multe ori pentru a schimba, de multe ori nu este nevoie chiar de a elimina IC din dispozitiv în care operează.
La fel ca MCU, FPGA cip cuprinde o multitudine de elemente logice similare. Principala diferență constă în faptul că elementele sunt conectate în ordinea corectă prin intermediul unui Pullovere programabil electric - chei MOSFET. Și în fiecare element logic are switch-uri (multiplexoare), programare pe care le puteți schimba funcțiile îndeplinite. Aproape toate pinii externe ale FPGA sunt universale. Oricare dintre acestea pot servi ca intrare, ieșire sau bidirecțională fi. Unele concluzii au funcții suplimentare, cum ar fi sunt folosite pentru programarea configurația IC, care, cu toate acestea, nu exclude folosirea lor ca intrări sau ieșiri generale.
Potrivit configurației interne și o metodă de a ne aminti firmei de configurare Xilinx FPGA pot fi împărțite în două tipuri:
- CPLD (dispozitiv logic programabil complex) - un complex array logic programabil (HS7000 și HS9500).
Ca RAM, FPGA păstrează o configurație predeterminată numai atunci când puterea și „uita“ ea după oprire. De fiecare dată, de a porni imprimanta, astfel încât FPGA trebuie să fie programat din nou. Programul este stocat în mod obișnuit în montat pe o singură placă cu ROM FPGA de boot. Procedura de rescriere este executată automat, atunci FPGA trece la modul de operare.
Într-un ROM este permis pentru a stoca informații pentru mai multe FPGAs. Una dintre ele este lider (maestru) și a terminat propria sarcină, controlează scrierea datelor către slave (sclav) IC. Atribuirea master sau slave nu afectează funcțiile logice efectuate de FPGA după pornirea.
Microcipuri păstrează CPLD indiferent de configurare a tensiunii de alimentare. HS7000 configurația circuitului sunt introduse prin programator, și se spală cu radiații UV. O astfel de FPGA ajustate, de obicei, în dispozitivul deja stabilit. Pentru depanare noi dispozitive sunt incomod din cauza pe termen lung (până la o oră), procedura de ștergere (în care toate informațiile).
Microcipuri HS9500 efectuate pe tehnologiiFLASH pot fi programate în mod repetat, fără a scoate din dispozitiv în care acestea sunt instalate. În acest scop, un port special este furnizat acestora (JTAG). Pentru a scrie sau de a face modificări, constatările de port într-un cip tampon de câteva cablu de conectare cu port LPT a unui calculator personal. Prin aceasta, computerul ar putea primi informația de pe nivelele logice pe toate constatările FPGA și punctele de testare din cadrul acesteia.
Posibilitatea de a organiza un astfel de port este furnizat în structura FPGA FPGA de cele mai recente serii.
Figura 1 prezintă schematic structura FPGA cristal cip. porțiunea sa centrală ocupă matricea de blocuri logice (configurabile CLB) și perimetrul sunt I / unități de O (BVV) conectate la placa de contact. Ideea de complexitatea FPGAs moderne oferă Tabelul 1. care oferă informații cu privire la numărul de CLB și BVV disponibile în serie HS4000. Gates și declanșează în acest caz, nu se separă elemente, dar sunt incluse în respectivele blocuri. Fiecare dintre BVV capabil de a fi de intrare sau de ieșire.
In colturile cristalului sunt aranjate unități auxiliare. Gratuit de elemente logice ocupă o suprafață de rutare canale, în cazul în care sunt prevăzute un număr mare de conductoare, care se află la intersecția dintre taste programabile. Fiecare tastă 6 cuprinde tranzistori MOS conectate așa cum este prezentat în Fig.2.
Solicitarea de stat închis sau deschis fiecare dintre tranzistori, este posibil să se conecteze CLB între ele și cu BVV așa cum se dorește.