Программаланатын логикалық интегральды сұлбалар туралы негізгі мағлұматтар

1. Программаланатын логикалық интегральды сұлбалар туралы негізгі мағлұматтар.
1.1 ПЛИС құрылымы
1.2 ПЛИС негізіндегі сұлбаларды құрудың негізгі қадамдары.
1.3 ПЛИС.ті программалау
ҚОРЫТЫНДЫ
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
Сандық құрылғыларды өңдеу барысында программаланатын логикалық интегралдық сұлбалар (ПЛИС) көп қолданыс табуда. Алғашқы ПЛИС –тардың құрылымы қарапайым болған және шығыстарында триггерлермен байланысқан программаланатын матрицалары болған. Олар негізінде қапарайым басқару құрылғыларын өңдеуде қолданылған. Қазыргі уақытта өте күрделі микросұлбалар өңделген және қолданыста, соның ішінде құрылымы бойынша базалық кристаллдық матрицаға жақын тұтынушымен программаланатын вентильді матрицалар (ТПВМ) бар. Бірақ соңғыларға қарағанда әр ТПВМ көпқайтара программаланады. Бұл жаңа құрылғыларды өңдеуге кететін шығындарды үнемдейді.
ПЛИС негізінде сандық құрылғыларды жобалаудың өзіндік ерекшеліктері бар. Нақты сұлбаларды өңдеу үшін арнайы құрылған автоматты жобалау жүйелері қолданылады. Ол үшін сұлбаларды құру тілдері немесе универсальды OrCAD типті сұлбалы редакторлар қолдануы мүмкін. Міндетті этап болып өңделген сұлбаланың дұрыстығын тексеретін модельдеу табылады. Микросұлбаларды программалау үшін IEEE 1149.4 JTAG стандартын қолданылатын программаторлар қолданылады. Бұл стандарт ПЛИС-ті жүктеуді және сонымен қатар микросұлбаның жұмысының дұрыстығын тексереді.
ПЛИС-ті сигналды өңдеу құралдарында қолданудың негізгі ерекшеліктерін айтып өтейік:
• Жоғары тезәрекеттілігі;
• Күрделі параллельді алгоритмдерді жүзеге асыру мүмкіндігі;
• Жүйенің толық модельдеуін өткізетін САПР құоалдаырының болуы;
• Жүйеде конфигурацияны программалау немесе өзгерту мүмкіндігі;
• Алгоритмді аппаратураны сиппттау тілінің деңгейінде аударғанда сәйкестілігі (VHDL, AHDL, Verilog және т.б.);
• Деңгей бойынша сәйкестілігі және стандартты интерфейсті жүзеге асыру мүмкіндігі;
• Күрделі алгоритмдерді сипаттайтын мегафункция кітапханаларының бар болуы;
1. Бутаев М.М., Вашкевич Н.П., Гурин Е.И., Коннов Н.Н. Проектирование цифровых устройств на программируемых логических интегральных схемах: Учебное пособие. - Пенза: ПГТУ, 1996. – 65 с.
2. Проектирование цифровых устройств на базе ПЛИС фирмы XILINX в среде WebPACK ISE: Учебное пособие. Под ред. Бобрешов А.М. – Воронеж: ВГУ, 2004. – 51 с.
3. Опадчий Ю. Ф., Глудкин О. П., Гуров А. И. Аналоговая и цифровая электроника (полный курс): Учебник для вузов. Под ред. О. П. Глудкина. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 768 с.
4. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт Петербург, 2000. 518 с.
5. Грушвицкий Р. И., Мурсаев А. Х., Угрюмов Е. П. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 608 с.
        
        КІРІСПЕ
Сандық құрылғыларды өңдеу барысында программаланатын логикалық
интегралдық сұлбалар (ПЛИС) көп ... ... ... ПЛИС ... ... ... және ... триггерлермен байланысқан
программаланатын матрицалары болған. Олар ... ... ... ... қолданылған. Қазыргі уақытта өте ... ... және ... соның ішінде құрылымы бойынша
базалық ... ... ... ... ... вентильді
матрицалар (ТПВМ) бар. Бірақ соңғыларға ... әр ТПВМ ... Бұл жаңа ... ... ... ... негізінде сандық құрылғыларды жобалаудың өзіндік ерекшеліктері
бар. Нақты сұлбаларды өңдеу үшін арнайы ... ... ... ... Ол үшін сұлбаларды құру тілдері немесе универсальды ... ... ... қолдануы мүмкін. Міндетті этап болып өңделген
сұлбаланың дұрыстығын тексеретін модельдеу ... ... үшін IEEE 1149.4 JTAG ... ... программаторлар
қолданылады. Бұл стандарт ПЛИС-ті жүктеуді және сонымен қатар микросұлбаның
жұмысының дұрыстығын тексереді.
ПЛИС-ті сигналды өңдеу ... ... ... ... өтейік:
• Жоғары тезәрекеттілігі;
• Күрделі параллельді алгоритмдерді жүзеге асыру мүмкіндігі;
• Жүйенің толық модельдеуін өткізетін САПР құоалдаырының болуы;
... ... ... немесе өзгерту мүмкіндігі;
• Алгоритмді аппаратураны сиппттау ... ... ... (VHDL, AHDL, Verilog және ... ... ... ... және стандартты интерфейсті жүзеге асыру
мүмкіндігі;
• Күрделі алгоритмдерді ... ... ... бар ... ... ... интегральды сұлбалар туралы негізгі
мағлұматтар.
1. ПЛИС құрылымы
Программаланатын логикалық интегралды сұлбалар (ПЛИС) ... ... үшін ... ... ... ... бар ... Интегралдық сұлбалар) түрінде болады. Практика жүзінде комбинациялық
сұлбаларды жүзеге асыру үшін программаланатын логикалық матрицалар ... Бұл ... ... ... ... қатар шығысында
регистрлік сұлбалары бар КМ1554ХП4 және КМ1554ХП8 ... ... ... ... болды.
Қиын сұлба болып тұтынушымен ... ... ... ... ПЛИС ПЛ400 табылады. Матрицалық ... ... ... саны көп және ... ... ... ПЛИС ... сурет 1.1-де көрестілген. Сұлбада N ... ТҰ.1, ... ТҰ.N бар, М ... кірістері І.1, І.2 ...І.М
және С синхронизация кірісі. ... ... ... ... ... ... кіріс немесе шығыс болып програмаланатын
I/O.1, I/O.2 ... I/O.N контактілеріне қосылған.
Триггерлік ұяшықтардың шығыстарының, ... ... ... ... тура ... ... мәндері байланыстардың
логикалық массивтеріне ... ... ... ... ... P.i. болып табылады. Әр триггерлік ұяшыққа P.1, P.1 ... P.K
логикалық массивінің К ... ... 1.1- ПЛИС ... 1.2 - ... ... 1.2-де триггерлік ұяшық көрсетілген. К1 ауыстырып-қосқышы шығыс
контактіге Q триггерінің шығысы мен қоса Q.D. басқарушы ... ... ... К1 ... ... I/O.i. ... өтуіне рұқсат
береді. OE=0-ге ... I/O.i ... ... ... ... кіріс
ретінде қолданыла алады. К2 ауыстырып-қосқышы логикалық массивке F.i кері
байланыс сигналын ... бұл I/O.i ... ... ... оған ... ... ... немесе сигнал болуы мүмкін.
Микросұлбалар қатарында F1.i және F2.i ... кері ... ... ... 1.3). Егер триггер шығысы микросұлбаның контактісіне
шығарылмаса, логикалық қосылыс массивіне біруақытта Q ... ... ... ... ... I/O.i ... қосылады. Бұл жағдайда ОЕ
сигналы нөлге тең, яғни К1 ... ... ... өтуіне
тиым салады. Қажет болған жағдайда К1 мен К2 жағдайлардың сәйкестілігінде
кері байланысқа бір уақытта Q және Q.D. ... ... ... ... 1.3 - Екі кері байланысы бар триггерлік ұяшық
Сурет 1.4-те логикалық байланыс массивінің ... ... F.1 ... F.N и I.1 ... I.K ... ... қажет болған
жағдайда P1.1 ... PK.N көлденең сызықтарының ... ... ... ... ... ... ... (термалар) пайда
болады. Осы сияқты ұйымдасу программаланатын логикалық ... ... 1.4 - ... ... бір сұлбасын құру үшін ПЛИС сыртқы ... ... Бұл ... ... ... ... ұяшықтар сияқты
программаланады. ПЛИС-ті программалау ... төрт ... ... бір рет күйдірілетін ұстатқыштар (однократно прожигаемые
перемычки), ... ... бар ... ... ... ... жады ... және өз
бетімен сұрыптауы бар есте сақтау құрылғысы ... ... ... елдердің ПЛИС-тарының ... ... ... ... ... (ТҰ), ... сандары мен кейбір
сұлбалардың ерекшеліктері.
1.1-кесте.
|Нөмер |Түрі |ТҰ ... ... |
|1 |5C032 |8 |10 | |
|2 |5AC312 |12 |8 ... кері ... |
|3 |5C060 |12 |4 | |
|4 |5C090 |24 |12 | |
|5 |5C180 |48 |12 |4 ... бар 12 ... ... ... 5AC312 ... ... кері ... ие. Бұдан
басқа бұл сұлбалардың шығысында «защелка» типті бірқадамды триггерлер бар.
Жоғарыда айтылған ПЛ400 ПЛИС-тің 40 ... бар, 24 ... ... 12 ақпараттық кірістері мен синхронизацияның жалпы
кірісі бар.
1.2 ПЛИС ... ... ... ... ... ... ... құрылғыларды өңдеу кезінде келесідей қадамдарды
көрсетуге болады:
- көлемі мен тезәрекеттілігіне байланысты қажетті ... ... ... ететін ПЛИС-ті таңдау;
- сұлбаны өңдеу және оны арнайы сұлбаны сипаттау тілімен немесе
әмбебеап ... ... ... ... ... дұрыстығын тексеру мақсатынмен оны модельдеу;
- сұлбаның кристаллда орналасуы және байланыстарын жүргізу;
- енгізілген сұлбаның биттік ... ... осы ... ... ... ... сұлбаны өңдеу үшін арнайы құрылған автоматты жобалау жүйесі
қолданылуы мүмкін. Бұл ... ... ПЛИС ... құрылады. Оларда
сұлбаны енгізу үшін арнайы сұлбаны сипаттау тілі немесе OrCAD типті ... ... ... ... қадам болып табылады. Ол кезде өңделген сұлбаның
дұрыстығы тексеріледі. Модельдеу жүйесі ... ... ... ... ... ... үшін ... арнайы режимдері
қолданылады. Бұл операция әртүрлі ПЛИС-тарда ... ... ... ... ... конфигурацияны жүктеу программаланатын логикалық
матрицаларда (ПЛМ) сияқты жүзеге асады. Бірақ кейінгі уақытта бұл ... ... ... асуда. Бұл мақсатта IEEE 1149.4 JTAG. стандарты
жасалды. Бұл стандарт ПЛИС-ті ... ... ... ... ... ... ... Scan" деген атқа ие арнайы әдіспен
жүзеге асады. Нақтылы бұл стандарт туралы төменде жазылған.
3. ... ... ... ... ... ... үшін конфигурацияның
мәліметтерін микросұлбаға жүктеуді айтамыз. Программалау ПЛИС-ті өңдеушімен
анықталатын әртүрлі әдіспен жүзеге асуы ... Кең ... ... бірі
мәліметтерді оны тездетін сөзбен (әдетте байттармен) жүктеуді қарастырады,
бірақ ол қосымша аппараттық шығындарды қажет етеді.
Соңғы ... ... ... үшін IEEE 1149.4 JTAG арнайы
құрылған стандартды қолданатын программаторлар қолданылады. Бұл ... ... ... ... ... ... жылжуы (SHIFT-
DR), команданың соңы (EXIT-IR), меліметтерді ... алу ... ... және т.б. ... ... ... ... (сурет 1.5). Бұл жағдайда ... ... ... егер олар бір ... біріктірілген болса. Сурет
1.6-да үш микросұлба көрсетілген D1, D2 және D3. ... ... ... TMS және TCK ... арқылы жүзеге асады. Мәліметтер
ПЛИС-қа TDI кірістері арқылы жүйелі ... ... де TDO ... ... ... арнайы командалар арқылы жүктеледі. Оларды толығырақ
қарастырайық.
LDVECT (00101 коды) командасы жол ... ... ... ... ... ... үшін қолданылады. Команда регистрі ТАР
контроллерінің ... ... ... ... ... SHIFT-DR ... ... (00010 коды) командасы құрылғының иидентификационды коды ... ... ... оқу үшін ... Бұл ... TD1 және TD0 шығыстарының арасында арнайы құрылғының ... ... ... ... 1.5 - TMS сигналының басқаруымен TAP автоматының жұмысы
FRGM (10101 ... EPROM ... ... команда болып
табылады. Жолдар немесе бағандар адресі мен ... ... ... ... алдын-ала жазылып алынуы керек.
Программалау Run-Test/Idle жағдайында ТСК-ның бірінші төмендетілген
фронтында инициирленеді. Құрылығы бұл күйінде кем ... 200 мкс ... 1.6 - JTAG ... ... ... мәліметтер НЕМЕСЕ (ИЛИ) ... ... ... ... ... мәліметтер «программалау-
верификация» регистр күйінен CAPTURE-DR ... ... ... бір биті SHIFT-DR ... TDO ... арқылы шығарылуы мүмкін.
Бұл операция кезінде адрестік және программалық мәліметтер өзгермейді.
FREAD (00110 ... ... есте ... құрылғысының барлық жолдарындағы
мәліметтерді оқу үшін қолданылады. Бұл кезде тек жол ... ғана ... Жол ... ... кейін CAPTURE-DR күйінде мәліметтерді
оқығанға дейін құрылғы Run-Test/Idle ... кем ... 250 нс ... Бұл ... үшін ішкі ... ... ... FREAD командасын жүктеуден және SHIFT-DR күйін
егізуден тұрады. Содан кейін жол ... және ... күйі ... 250 нс осы ... ... ... енгізіледі. Содан кейін мәліметтер
жылжымалы регистрге жыналатын CAPTURE-DR ... ... ... ... күйінде TDO шығыстары арқылы жылжуы мүмкін.
SWRITE (01111 коды) жедел есте сақтау құрылғысының ... ... үшін ... Ол ... ТЕСҚ ... ... ... өзгертуге болады. ЖЕСҚ-ның ... ... мен ... адрестері SHIFT-DR күйіне енгізіледі. ЖЕСҚ-на ... ТАР ... ... ... жүзеге асады.
SRAM-ға жазу Run-Test/Idle күйінде ТСК-ның ... ... ... және Run-Test/Idle күйінен шыққан кейін ТСК-ның
бірінші төмендетілген фронтында аяқаталады.
Бұл режимда верификация мен оқу жоқ. SRAM ... ... ... SREAD ... ... болады. Қарапайым операция SHIFT-DR күйіне
өту кезінде SWRITE ... ... ... енгізіп, сосын жазу үшін
Run-Test/Idle күйіне өтуден тұрады.
Қрылғы SWRITE режимінде тұрғанда ... ... ... ... күйінде қалады. Шығыстарды іске қосу үшін команда регистрі жаңа
командамен модифицирленуі қажет (IDCODE, BYPASS және т.б.).
SREAD (10000 ... ... JEDEC ... SRAM биттерінің мазмұнын
оқу үшін қолданылады. Жол адресін енгізі ғана қажет.
Адресті енгізгеннен кейін құрылғы SHIFT-DR күйі кезінде ... ... ... ... CAPTURE-DR күйінде жол регистрлеріне
жиналады және SHIFT-DR ... ... ... ... үшін ішкі верификация жоқ болады.
Бұл операция SREAD командасын SHIFT-DR күйіне өткен ... және ... ... кезінде жүктеуден тұрады. Сосын Run-Test/Idle күйіне өтеді,
бұдан кейін SHIFT-DR ... ... күйі ... және ... ... ... (10110 ... командасы «Тұтынушының электрондық қолдтаңбасын»
оқу үшін қолданылады. UESCODE кодына FRGM командасы арықылы тиым ... Бұл ... FREAD ... ... ... UES ... оқу ... адрестерін енгізу қажеттілігі жоқ.
RADLOAD (11000 коды) командасы жол адресінің 6 биті ... Ол ... ... ... ... ... келуіне және ішкі
реконфигурация үшін қолданылады.
PORST (10100 коды) iFX780 және iFX740 олардың алдыңғы ... ... ... ... ... конфигурациясы EPROM биттерінен қайта
оқылады. Команданы жүктегеннен кейін TEST-LOGIC RESET ... өту ... ... ... ... ... және ... оқүға мүмкіндік береді.
ҚОРЫТЫНДЫ
Негізінен қарапайым сандық аппаратураны қысқа уақыттың ішінде жобалау
мүмкін емес деп есептелінген. Егер микропроцессордың ... ... үшін ... ... ... қолданған болса, онда сандық
аппаратураны өңдеу циклі өзгеріссіз қалып, ... ... ... ... ... ... сұлбасын өңдеп алу қажет, сондан
кейін баспа ... ... ... оны тексеріп жұмыс қабілеттілігін
тексеру ... ... ... қателердің пайда болуы барлық циклды
қайталауды талап ... ... ... ... үшін де ... қайталау керек. Қазіргі уақытқа дейін бұл жағдайдан ... ... ... біркристаллды микрокомпьютерді (микроконтроллерлерді) қолдану
болып табылатын. Егер жүйенің көптеген ... ... ... оның ... ... алып ... Бірақ микроконтроллерлер
кез-келген есепті шығара алмайды. Оларды мәліметтерді тезәрекетті өңдеу мен
көпканалды ... ... ... ... ... (мысалы, сандық
бейнежүйелерде). Бұндай ... ... ... арнайы аса үлкен
интегралды ... ... ... болып табылады. Осындай сұлбаларды
қолдану стандартты және типтік есептерді шығарудың жақсы нәтижесін береді.
Программаланатын логикалық интегралды ... ... ... ... өзгертті. ПЛИС эволюциясы программалау ... ... ... ... ... ... сұлбалардан басталды. ПЛИС-
тің күрделілігі мен сыйымдылығы асқан сайын олардың қолдану аясы да кеңей
түсті. Оларды мәліметтерді ... ... аса тез ... ... құру және ... ... тура ауыстыру үшін қолдана бастады.
Осылайша, ПЛИС-ті қолдану өңдеушіге келесідей артықшылықтар береді:
• Платадағы ... ... ... ... яғни ... оңайлатады
және сұлба мен компактіліктің сенімділігінің жоғарлауын білдіреді;
• Монтаждық қосылыстардың жоқ болуынан ... ... ... ... ... теориялық әдістердің дамуы құрылғының
принципиалды сұлбасын өңдеуді жеңілдету мен ... ... ... ... ... ... ... өңдеу алгоритмі
микропроцессорға қарағанда ПЛИС базасында тезірек орындалуы ... ... ... ... ... ПЛИС жиынтықтарының
кейбіреулері мультипроцессорлық жүйемен бәсекелесуі мүмкін;
• Көптеген қазіргі ПЛИС-ті микросұлбаны дайын құрылғыдан ... ... ... программалау мүмкіндігі қателерді дайын жобаларда түзетуге,
алдыңғыға ұқсас жаңа құрал-жабдықтар шығаруға мүмкіндік береді.
Қазіргі таңда қолданыстағы ПЛИС-тің 80% ... ірі ... ... ... ... ... өзара ұқсастықтары
көп, өйкені оптималдық архитектура жоблаудың ьар ... ... ... ... өз ... практикалық шешілетін есептердің кең
классына бейімдегілері келеді.
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
1. Бутаев М.М., Вашкевич Н.П., ... Е.И., ... Н.Н. ... ... на ... ... интегральных схемах:
Учебное пособие. - Пенза: ПГТУ, 1996. – 65 с.
2. Проектирование ... ... на базе ПЛИС ... XILINX в ... ISE: ... пособие. Под ред. Бобрешов А.М. – Воронеж: ВГУ,
2004. – 51 с.
3. Опадчий Ю. Ф., ... О. П., ... А. И. ... и ... ... ... ... для вузов. Под ред. О. П. Глудкина.
– М.: Горячая ...... 2003. – 768 ... Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ – Санкт ... 518 ... ... Р. И., ... А. Х., ... Е. П. ... систем
на микросхемах программируемой логики. – СПб.: БХВ-Петербург,
2006. – 608 с.

Пән: Информатика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 8 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
«Интергаз Орталық Азия» ақ компаниясы қызметіне талдау14 бет
Жасанды интеллект жүйесіне кіріспе17 бет
Интернет технологиялары пәнінен электронды оқулық жасау81 бет
Интегралды-инжекционды логикалық және nМДП-интегралды сұлбалар7 бет
"Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар."4 бет
C++ Builder бағдарламалау тілінде логикалық желіде виртуалдық қарым қатынас жасау10 бет
Excel программасы туралы жалпы мағлұматтар10 бет
Excel программасы туралы мағлұматтар7 бет
Turbo Pascal 7.0 интегралдық программалау ортасын пайдалану43 бет
Visual Basic-те компьютерлік логикалық ойын26 бет


Исходниктер
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь