Микропроцессорные системы - Александров Е.К.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка):
миллисекунд или даже больше). Триггеры памяти конфигурации распределены
по всей площади кристалла и размещаются вблизи тех схем, которые они
конфигурируют.
В современных микросхемах программируемой логики триггерная память
конфигурации занимает важнейшее место.
Завершая обсуждение общих вопросов, связанных с особенностями микросхем
программируемой логики, следует подчеркнуть, что они выпускаются
промышленностью как полностью готовые. При использовании таких схем
потребитель не обращается к изготовителю для проведения каких-либо
завершающих разработку операций и выполняет программирование микросхем
самостоятельно. Это дает основание отнести ИС ПЛ к стандартной продукции
электронной промышленности, что ведет к известным положительным
последствиям - массовости производства и снижению стоимости микросхем.
7.1.4. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОСХЕМ С ПРОГРАММИРУЕМОЙ ЛОГИКОЙ
Вначале развитие FPGA рассматривалось как перенос концепции БМК в область
создания малотиражной аппаратуры, а развитие CPLD - как средство замены
нескольких PLD на одну микросхему, однако позднее свойство
репрограммируемости чрезвычайно расширило сферу применения БИС/СБИС ПЛ.
Эффективность БИС/СБИС ПЛ стимулирует быстрый рост соответствующих
отраслей промышленности и объемов их производства, научных исследований
по развитию их архитектур, схемотехники, алгоритмов решения практических
задач.
Согласно мнению, высказанному в одной из публикаций в известном журнале
"Electronic Design", микросхемы с программируемой логикой произведут в
ближайшие годы такую же революцию в микроэлектронике, как микропроцессоры
в 1970-х.
Линия выборки
Т1
fL
Триггер
Линия
773
ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛОГИКА И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ
Возможности применения микросхем с программируемой логикой в системах
обработки информации самых разных видов настолько обширны, что их
рассмотрение в рамках одного подпараграфа не представляется возможным.
Поэтому ограничимся лишь несколькими примерами.
Построение реконфигурируемых систем. В аппаратуре различного назначения
нередко встречаются ситуации, в которых те или иные блоки работают
поочередно. Например, в системе передач сообщений с помощью
помехоустойчивых кодов средства кодирования используются в процессе
выдачи данных в канал связи, а средства декодирования - при их приеме.
Поэтому не обязательно иметь два устройства (кодер и декодер), а можно
иметь одну ИС ПЛ с двумя различными конфигурациями, хранимыми в
энергонезависимой памяти и используемыми поочередно. Таким образом, одна
и та же аппаратура может решать несколько задач после соответствующей
перестройки. Техникоэкономические выгоды такого варианта очевидны.
В настоящее время развивается концепция систем с динамической
реконфигурацией (Run - Time Reconfiguration), применимая в системах с
выполнением действий по шагам, последовательным во времени, когда в
данное время требуется только одна определенная конфигурация ИС ПЛ. Этот
режим работы сходен с рассмотренным выше, но в устройствах с динамическим
реконфигурированием может потребоваться быстрая смена настроек. Обычное
реконфигурирование с введением в микросхему последовательного потока
битов или байтов занимает довольно большое время. Для динамически
реконфигурируемых систем задача решается иначе. В системе уже хранится
набор заранее загруженных настроек, быстро сменяющих друг друга
соответственно требованиям реализуемого алгоритма.
Проблема построения систем на основе СБИС ПЛ с динамической
реконфигурацией активно исследуется.
Использование БИС/СБИС ПЛ как окончательной продукции при изготовлении
малых партий изделий. В этом случае проявляются такие их достоинства как
простота проектирования, скорость разработки и получение технических
параметров, соответствующих возможностям микросхем высокого уровня
интеграции. При этом продукция остается достаточно дешевой.
Использование микросхем программируемой логики для отладки прототипов при
проектировании устройств и систем. Системные компании широко используют
репрограммируемые БИС/СБИС на стадиях отработки проектов. В проекты,
реализованные на таких БИС/СБИС, легко вносить изменения, так как новый
вариант получается путем простой коррекции кода конфигурации. Отладка
репрограммируемого прототипа обеспечивает устранение ошибок в проекте,
после отладки можно пользоваться ее результатами независимо от способа
изготовления конечной продукции. При большом объеме выпуска реализацию
проекта можно перенести на БИС/СБИС типа БМК, а при очень большом - и на
схемы заказного изготовления.
Следует отметить, что отладка прототипов проекта на репрограммируемых
микросхемах не отменяет, а дополняет традиционные методы отладки
устройств и систем. При такой отладке издавна пользовались изготовлением
макетного прототипа и программными моделями. Изготовление макетного
прототипа - сложная и дорогостоящая задача, но зато с его помощью можно
вести тестирование и отладку с реальными сигналами и на высоких
