Только ПЛИС

В зависимости от способа изготовления ПЛИС могут программироваться либо один раз, либо многократно. Устройства, которые могут программироваться только один раз, называются однократно программируемыми. [c.18]

Таким образом, ПЛИС занимают промежуточное положение между ПЛУ и заказными интефальными схемами. С одной стороны, их функциональность может быть задана непосредственно на месте в соответствии с требованиями заказчика-пользователя. С другой стороны, они могут содержать миллионы логических вентилей и, следовательно, реализовывать чрезвычайно большие и сложные функции, которые изначально могли быть реализованы только с помощью заказных интефальных схем. [c.19]

Заказные интегральные схемы. Как уже отмечалось, современные ПЛИС используются для создания устройств такого уровня, который до этого могли обеспечить только заказные микросхемы. [c.21]

Когда ПЛИС только заявили о себе, где-то в середине 80-х, все было относительно просто. Первые устройства содержали всего несколько тысяч логических вентилей, точнее их эквивалентов. Процесс проектирования электронных компонентов в основном сводился к вводу описания электрической схемы, был понятным и доступным для освоения и использования. По сравнению с ними современные ПЛИС представляют собой невероятно сложные устройства, а средств и методов проектирования стало больше, чем может понадобиться пользователю. [c.22]

Недостатком этой схемы является то, что для её работоспособности на печатной плате необходимо использовать батарею резервного питания, и таким образом сохранить содержимое регистра ключа шифрования, когда ПЛИС будет обесточена. Эта батарея будет иметь продолжительное время жизни, исчисляемое годами или десятилетиями, так как необходимо поддерживать работу только одного регистра в устройстве. Однако её присутствие приводит к увеличению размеров, веса, сложности и стоимости печатной платы. [c.63]

Человек не может жить только таблицами соответствия , непременно сказал бы Шекспир, будь он разработчиком ПЛИС. И действительно, помимо одной или нескольких таблиц соответствия логический блок может содержать другие элементы, такие как мультиплексоры и регистры. Но перед тем как мы начнем копаться в этом разделе, нам необходимо настроить наши мозги на некоторую терминологию. [c.73]

Дочерние тактовые сигналы могут использоваться для управления внутренними деревьями (доменами) синхронизации или для выдачи сигналов на внешние выводы микросхемы, которые, в свою очередь, можно использовать для синхронизации других устройств, расположенных на печатной плате. Каждое семейство микросхем ПЛИС располагает собственным типом диспетчера синхронизации, и в одном устройстве могут находиться множество модулей диспетчера синхронизации. Различные диспетчеры синхронизации могут поддерживать все или только некоторые из следующих свойств. [c.82]

Проблема состоит в том, что довольно трудно провести границу между функциями, которые лучше реализовывать в виде аппаратных IP, и функциями, которые следует реализовывать как программные или микропрограммные блоки интеллектуальной собственности, используя набор программируемых логических блоков общего назначения. Что касается умножителей, сумматоров, и функций умножения с накоплением, которые уже рассматривались в этой главе, они используются в большинстве практических приложений и будут всегда востребованы. Вместе с тем, некоторые ПЛИС содержат специализированные блоки для управления специфичными интерфейсными протоколами, например, стандарт P I. Это, конечно, может существенно облегчить жизнь пользователя, но при условии, что на печатной плате найдется интерфейс, с которым он пожелаете соединить своё устройство. При необходимости использовать другой интерфейс специализированный P I-блок окажется только растратой свободного места, и будет затруднять передачу данных и бездумно потреблять энергию. [c.89]

В конечном счете, эта тема становится сложной настолько, что даже поставщики ПЛИС отчаянно пытаются не заводить разговоров о системных вентилях. Когда ПЛИС только появились, дискомфорта по отношению к эквивалентным вентилям не существовало, чего нельзя сказать о таблицах соответствия, секциях и тому подобному Однако спустя годы, широкое распространение ПЛИС привело к тому, что сегодня разработчики более свободно ориентируются и в этих понятиях. По этой причине я предпочел бы определять и сравнивать ПЛИС по таким показателям [c.91]

Казалось бы, что такой метод параллельной загрузки имеет преимущество в скорости по сравнению с рассмотренным ранее последовательным способом. Однако вначале это было не так. В первых микросхемах, как только байт данных считывался ПЛИС, он по-прежнему последовательно передавался во внутренний конфигурационный сдвиговый регистр. К счастью, эта ситуация была исправлена в более современных устройствах. Хотя восемь выводов микросхемы после загрузки конфигурационных данных могут использоваться как выводы [c.100]

Этот режим аналогичен своему параллельному родственнику, но при этом для загрузки данных в ПЛИС используется только один бит. Микропроцессор по-прежнему производит чтение одного байта данных из устройства памяти и затем преобразует этот байт в последовательность битов для записи в ПЛИС. [c.102]

Главным преимуществом такого подхода является то, что его реализация требует меньшее количество выводов, задействованных у ПЛИС. Другими словами, в процессе конфигурирования используется только один контакт ввода/вывода, который с помощью дополнительного проводника подключается к шине данных микропроцессора. [c.103]

Предположим, что кто-то решил создать небольшую команду разработчиков или стать консультантом по созданию систем на базе ПЛИС. Но на данный момент не располагает необходимыми для этого средствами. Можете поверить, что кому, как не мне очень хорошо знакома такая ситуация В этом случае можно использовать различные недорогие или бесплатные системы или системы с открытым исходным кодом. При этом затраты будут связаны только с приобретением средств проектирования. [c.109]

На самом деле в случае ПЛИС всё обстоит немного сложнее, чем описывалось выше, так как существует фундаментальная дилемма использовать или потерять , относящаяся к аппаратным ресурсам микросхемы. Это значит, что ПЛИС поставляются только с фиксированным набором элементов. Другими словами, если пользователю не подходит микросхема меньшего размера, он может использовать любую доступную ему большего размера, при этом реализовав только часть её ресурсов. [c.118]

Раньше каждый поставщик ПЛИС разрабатывал собственное программное обеспечение для ввода и описания принципиальных схем, сопоставления, компоновки, размещения и разводки элементов. Однако, как показала практика, одна и та же компания может преуспеть только в одной сфере — либо в разработке САПР электронных устройств, либо в создании ПЛИС, но не в нескольких областях одновременно. [c.134]

Однако в наши дни многие инженеры уже давно не начинают процесс создания устройства со схематического описания, выполняемого на уровне логических вентилей. В некоторых случаях поставщики ПЛИС всё же предлагают незначительную поддержку для реализации схематического подхода применительно к современным устройствам, но в основном ограничиваются предоставлением схемотехнических библиотек только для устройств предшествующих поколений. Тем не менее, схематическое описание принципиальных схем всё ещё находит применение у старшего поколения инженеров, а также при необходимости внесения несущественных изменений в действующие устройства. Более того, графические механизмы, которые применялись в ранних программах ввода принципиальных схем, по-прежнему находят применение и на современных этапах проектирования, как будет описано в следующей главе. [c.135]

На заре развития электроники почти каждый разработчик САПР изобретал свою версию языка HDL. Одни из них представляли собой аналоговые версии HDL, так как описывали работу аналоговых систем, в то время как другие концентрировали своё внимание на описании цифровой функциональности. Нас интересуют только версии HDL, которые применяются в процессе проектирования ПЛИС и заказных микросхем. [c.136]

Потребовалось какое-то время, прежде чем HDL-проектирование расцвело пышным цветом среди поклонников заказных микросхем. В те времена разработчики всё ещё только осваивали принципы ПЛИС. В связи с этим лишь только в начале 90-х в мир ПЛИС пришли технологии HDL-проектирования, в частности средства логического синтеза (Рис. 9.3). [c.140]

Значения частот, указанных на Рис. 9.9, представляют интерес только для сравнительного анализа, так как эти значения будут зависеть от типа архитектуры ПЛИС, а также от технологии изготовления микросхем. [c.152]

Внутренние шины с тремя состояниями обычно работают довольно медленно, и в большинстве ПЛИС следует избегать их использования, если только нет полной уверенности в их необходимости. По возможности используйте буферы с тремя состояниями исключительно на верхнем уровне устройства. Если все-таки они будут использоваться, а применяемая ПЛИС не поддерживает вентили с тремя состояниями, большинство современных средств синтеза обеспечивают автоматическую реализацию третьего состояния с помощью мультиплексоров. В основном производятся преобразования буферов с тремя состояниями, описанными с помощью ЯТЬ-кода, в соответствующую логику на основе таблиц соответствия. [c.153]

Кроме того, правка блоков не ограничивается только в пределах первоначального описания иерархии уровня регистровых передач, и у вас есть возможность манипулировать индивидуальными ресурсами ПЛИС, такими как таблицы соответствия, регистры, секции, логические блоки и так далее. Этот процесс подразумевает изменение их местоположения в пределах текущего иерархического блока, перемещение их из одного блока в другой, создание новых блоков и перемещение групп таблиц соответствия из одного или нескольких блоков во вновь созданный и так далее. [c.162]

Последовательно расположенные умножитель, сумматор и регистр, как показано на Рис. 12.5, представляют собой классический пример функции умножения с накоплением. Если ПЛИС содержит только встроенные умножители, эту функцию необходимо реализовывать с помощью комбинации умножителя с сумматором, сформированным из нескольких логических блоков, при этом результат будет сохраняться в блоке ОЗУ или в нескольких ячейках распределённого ОЗУ. Реализовать такую функцию будет намного проще, если ПЛИС содержит встроенные сумматоры, а некоторые из этих устройств предоставляют полностью готовые встроенные функции умножения с накоплением. [c.188]

Важное значение имеет тот факт, что такие представления на системном уровне изначально не предполагают способа реализации устройства. Так, например, при использовании ядра цифрового сигнального процессора (ЦСП) это может значить, что вся функция реализуется программно. Разработчики системы могут разделить устройство и таким образом, что одни функции будут реализоваться профаммно, а другие, критичные по производительности, аппаратно, используя заказные микросхемы или ПЛИС структуры. В этом случае инженерам необходим доступ к системам проектирования как аппаратуры, так и программного обеспечения см. гл. 13). Но в рамках этой главы мы будем рассматривать только аппаратные реализации. [c.189]

В этой книге рассматриваются только электронные системы, которые на печатной плате содержат одну или несколько ПЛИС. Огромное количество таких систем используют также микропроцессоры общего назначения (МП) для формирования различных приложений управления и обработки данных Их часто называют центральными процессорами (ЦП) ши микропроцессорными устройствами (МПУ). [c.198]

Рассмотренные выше режимы конфигурирования, в которых ПЛИС выступала в роли ведущей (master) довольно привлекательны благодаря своей простоте и непритязательности, так как для работы требуется только ПЛИС и одна микросхема внешней памяти. [c.102]

Эта книга является не только пособием по проектированию устройств на основе ПЛИС (РРСА), но и содержит поистине энциклопедические сведения. Кроме архитектурных особенностей последних поколений микросхем ПЛИС, здесь рассматриваются различные методы и средства проектирования. Проводится обзор и анализ схемотехнических подходов к проектированию (которые всё ещё находят применение), НОЬ-моделирования и логического синтеза, а так же современных технологий проектирования, основанных на использовании языка С/С++. Рассматриваются специализированные вопросы, такие как совместное проектирование программно-аппаратных систем и разработка систем цифровой обработки сигналов (ЦОС). Обсуждаются и технические новинки, например программируемые пользователем массивы узлов (FPNA). [c.4]

Как автор, я беру на себя смелость утверждать, что эта книга может быть отнесена к разряду любопытного и нестандартного произведения, написанного в жанре технической прозы. Подобное утверждение преследует вполне определенную цель привлечь к книге внимание широкого круга читателей. С одной стороны, это могут быть опытные инженеры, которые либо уже занимаются разработками систем с применением ПЛИС (FPGA) — программируемых логических интегральных схем, либо планируют заняться этим в ближайшем будущем. Именно им адресованы главы по созданию устройств на основе ПЛИС. В них рассматриваются стадии проектирования, инструментарий и методики с огромным количеством замысловатых технических тонкостей, которые способен оценить только инженер. С другой стороны, такие главы, как Основные понятия , доступны читателям самого разного уровня подготовки. [c.16]

Разработка ПЛИС со встроенными микропроцессорами требует совместных усилий разработчиков как аппаратного, так и программного обеспечения. Часто программисты плохо представляют себе тонкости, связанные с аппаратным обеспечением устройства. Поэтому книга будет интересна не только разработчикам аппаратных средств, но и той части славного братства программистов, которые занимаются разработкой встроенных приложений для та1сих устройств. [c.16]

Что касается стоимости ПЛИС, то она намного ниже стоимости заказных интефальных схем (хотя окончательная версия заказной микросхемы при массовом производстве оказывается более дешевой). К тому же, в случае использования ПЛИС внесение изменений в устройство не вызывает особых затруднений и существенно сокращаются сроки выхода таких устройств на рынок. Все это делает ПЛИС привлекательными не только для крупных разработчиков, но и для небольших новаторских конструкторских бюро, которые благодаря способности ПЛИС создать рай в шалаше остаются жизнеспособными. Другими словами, аппаратные или программные идеи отдельных инженеров или небольших фупп инженеров могут быть реализованы в виде испытательных стендов на основе ПЛИС без больших единовременных затрат на проектирование или закупку дорогостоящей оснастки, необходимой для разработки заказных микросхем. Именно этим объясняется тот факт, что в 2003 году, было начато почти 450000 разработок, предусматривающих использование ПЛИС, всего 5000 разработок с использованием заказных микросхем ASSP и только от 1500 до 4000 разработок с использованием заказных микросхем ASI , причем эти цифры стремительно падают из года в год. [c.19]

Способы использования ячеек памяти в ПЛИС на основе статического ОЗУ более подробно будут рассмотрены в следующих главах. Здесь необходимо только заметить, что такие ячейки памяти могут быть использованы для замены плавких перемычек в примере, показанном на Рис. 2.2, наращиваемых перемычек (Рис. 2.4) или транзисторов (и масочно-программируемых соединений), относящихся к ячейкам памяти ПЗУ (Рис. 2.7). Естественно, что в последнем случае, было бы бессмысленно иметь ПЗУ на основе ячеек статического ОЗУ. [c.34]

Ячейки магнитного ОЗУ — это высокая скорость работы статического ОЗУ, большой объем динамического ОЗУ, энергонезависимость Flash-технологии и минимальное количество потребляемой энергии. Согласно прогнозам, появление микросхем магнитного ОЗУ не заставит себя ждать. И как только они появится на рынке, станет возможной реализация таких устройств, как ПЛИС на ячейках магнитного ОЗУ. [c.34]

В конечном итоге, ПЛИС успешно справились с ролью моста между ПЛУ и заказными специализированными микросхемами. С одной стороны, они обладают высокой степенью конфигурируемости и малым временем изготовления и модификации, как и ПЛУ. С другой стороны, они могут использоваться для реализации невероятно больших и сложных функций, которые раньше реализовывались только с помощью заказных микросхем. Специализированные заказные микросхемы предназначались для действительно больших, сложных и высокотехнологичных систем. Однако на место, отведенное этим микросхемам в сфере профаммируемой логики, посягают ПЛИС, которые по мере совершенствования начали постепенно их вытеснять. [c.56]

В действительности подавляющее большинство конфигурационных ячеек в ПЛИС связано с внутренними соединениями в отличие от конфигурируемых логических блоков. Поэтому инженеры в шугку говорят, что поставщики ПЛИС на самом деле продают только внутренние связи, а логика поставляется бесплатно. [c.67]

При работе с ПЛИС, которая содержит только встроенные умножители, для реализации этой функции необходимо соединить умножитель с сумматором, сформированным из нескольких профаммируемых логических блоков. Результат будет сохраняться в триггерах логи- [c.78]

Также следует иметь в виду, что выходные контакты и выходные сигналы конфигурационных данных, показанные на Рис. 5.3, используются только в том случае, когда несколько ПЛИС сконфигурированы для работы в режиме каскадирования, т. е. последовательного опроса, или если по тем или иным причинам из устройства требуется прочитать конфигурационные данные. [c.96]

Начнем рассмотрение с небольшой группы специальных контактов, или выводов, режима конфигурации, которые используются для установки режима конфигурации устройства. В первых ПЛИС для этих целей использовались только два вывода, которые позволяли задавать четыре режима конфигурации (Ткбл. 5.1). [c.98]

Но И ЭТО ещё не всё В гл. 4 говорилось о том, что некоторые ПЛ ИС содержат встроенные процессорные ядра, причем каждое ядро имеет свою специфичную JTAG-цепочку последовательного сканирования. Рассмотрим ПЛИС, содержащую только один встроенный процессор (Рис. 5.10). [c.104]

В этом случае ПЛИС будет содержать только один внешний JTAG-порт. При необходимости через этот порт можно загрузить команду, которая даст указание процессорной JTAG-цепочке связаться с главной JTAG-цепочкой устройства. Если, в зависимости от поставщика, обе цепочки могут быть соединены вместе по определению, то для их разделения будет использоваться добавочная команда. [c.105]

Неприятной особенностью этого процесса является то, что хотя изначально представление уровня регистровых передач, как правило, является иерархическим, средства размещения и разводки ПЛИС обычно преобразуют его в плоское, или одноуровневое, представление устройства. Это значит, что если произвести незначительные изменения в одном из блоков КТЬ-кода и пересинтезировать только этот блок, всё равно придётся вернуться и произвести повторный синтез всего устройства. Ещё это значит, что вы можете стать седым и старым прежде, чем дождетесь достижения временного соответствия для данного устройства. [c.161]

На Рис. 11.5 показано использование зависимого от реализации кода Systeme в процессе проектирования ПЛИС и заказных микросхем. Как только начнется процесс кодирования на уровне регистро- [c.171]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...