Реферат по предмету "Электроника и схемотехника"

Узнать цену реферата по вашей теме


Конструирование ПЛИС

Специализированные полузаказные ИС на базовых матричных кристаллах (БМК), называемых за рубежом вентильными матрицами (Gate Arrays), бе¬зусловно, обладают рядом преимуществ. Основным из них является возмож¬ность создания на их основе самых различных микросхем при наличии раз¬витых средств проектирования. Именно это, наряду с низкой стоимостью самих кристаллов, и обусловило широкое распространение БМК в 60-70 го¬ды. Однако весьма очевидны 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 (СПИС) - программируемых логических ИС (ПЛИС). В зарубежной литературе синонимом ПЛИС является аббревиатура PLD-programmable logic devices. ПЛИС- это интегральные микросхемы, содержащие программируемую матри¬цу


элементов логического И (конъюнкторов), программируемую или фикси¬руемую матрицу элементов логического ИЛИ (дизъюнкторов) и так называе¬мые макроячейки (в зарубежной литературе-macrocells). Макроячейки, как правило, включают в себя триггер, тристабильный буфер и вентиль исклю¬чающее ИЛИ, управляющий уровнем активности сигнала. Размерность мат¬риц и конфигурация макроячеек определяют степень интеграции и логичес¬кую мощность ПЛИС. Структурная схема обобщенной модели


ПЛИС приведена на рис.1, а тиро¬вые конфигурации макроячеек - на рис.2,3 и 4. В сочетании с разнообразными обратными связями перечисленные элемен¬ты формируют завершенную автоматную структуру, ориентированную на реа¬лизацию как комбинационных (дешифраторов,мультиплексоров, сумматоров), так и последовательностных схем (управляющих автоматов, контроллеров, счетчиков). В ПЛИС заложены возможновти, которые позволяют превратить ее в


ИС с любой функцией цифровой логики. Проектирование 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 нес¬колько десятков тысяч перемычек. Поэтому для проектирования обяза¬тельно применяют системы автоматизированного проектирования (САПР


ПЛИС). Благодаря наличию различных систем автоматизированного проектирова¬ния, а также структурным и технологическим особенностям, ПЛИС пред¬ставляют технологию рекордно-короткого цикла разработки радиоэлектрон¬ной аппаратуры. Причем весь цикл проектирования и изготовления готово¬го устройства осуществляется самим разработчиком, что значителбно сни¬жает стоимость РЭА по сравнению с использованием БМК. Если за рубежом ПЛИС уже заняли заметное место в арсенале разработ¬чика


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 ба¬зы. Во-вторых, практическая недоступность для наших специалистов сов¬ременных зарубежных систем проектирования. В-третьих, недостаток ин¬формации в технической литературе о ПЛИС и методах работы с ними. Нужно, однако, отметить, что в начале 90-х годов у нас стали наблю¬даться


некоторые реальные сдвиги в приминении ПЛИС на отдельных пред¬приятиях. Этому в первую очередь способствовало появление отечествен¬ных 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 сравни¬тельно 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. Основные характеристики зарубежных и отечественных ПЛИС приведены в таблице. В каких же случаях целесообразно применять ПЛИС ? Во-первых, при разработке оригинальной аппаратуры , а также для за¬мены обычных ИС малой и средней степени интеграции. При этом значи¬тельно уменьшаются размеры устройства, снижается потребляемая мощ¬ность и повышается надежность. Наиболее эффективно использование


ПЛИС в изделиях, требующих нестан¬дартных схемотехнических решений. В этих случаях ПЛИС даже средней степени интеграции (24 вывода) заменяет, как правило, до 10-15 обыч¬ных интегральных микросхем. Другим критерием использования ПЛИС является потребность резко сок¬ратить сроки и затраты на проектирование, а также повысить возмож¬ность модификации и отладки аппаратуры. Поэтому ПЛИС широко применяет¬ся в стендовом оборудовании, на этапах


разработки и производства опыт¬ной партии новых изделий, а также для эмуляции схем, подлежащих после¬дующей реализации на другой элементной базе, в частности БМК. Отдельная область применения ПЛИС - проектирование на их основе ус¬тройств для защиты программного обеспечения и аппаратуры от несанкцио¬нированного доступа и копирования. ПЛИС обладают такой технологичес¬кой особенностью, как "бит секретности", после программирования


кото¬рого схема становится недоступной для чтения (хотя свои функции ПЛИС, естественно, продолжает выполнять). Обычно применение одной-двух ПЛИС средней степени интеграции оказывается вполне достаточной для надеж¬ной защиты информации. Наиболее широко прграммируемые логические ИС используются в микроп¬роцессорной 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, нап¬ример, цифровые фильтры, схемы обработки сигналов и изображения, про¬цессоры 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 разработ¬чиков зачастую нет необходимых стандартных


микросхем.



Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Доработать Узнать цену написания по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Изучение теоремы Безу для решения уравнений n-й степени при n>2
Реферат Задача оптимального управления ресурсами промышленного предприятия с учетом взаимодействия со см
Реферат Логічні аспекти слідчої версії
Реферат Задачі, що приводять до поняття означеного інтеграла. Формулювання теореми існування
Реферат Изучение матриц
Реферат Задачи по финансовой математике 2
Реферат Изгибаемые многогранники. Октаэдр Брикара. Флексор Штеффена
Реферат Имитационное моделирование группового обслуживания с несколькими этапами и двойной очередью раб
Реферат Имитационная модель СТО с использованием программы С
Реферат Изучение теоремы Безу для решения уравнений n-й степени при n2
Реферат Имитационное моделирование жизненного цикла товара на примере ООО Стимул
Реферат Имитационное моделирование системы массового обслуживания
Реферат Изгиб бруса
Реферат Учет денежных средств на валютном счете
Реферат Имитационное моделирование системы массового обслуживания 2