Oddiy dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilma - Simple programmable logic device

Bu maqola uchun qo'shimcha iqtiboslar kerak tekshirish. Iltimos yordam bering ushbu maqolani yaxshilang tomonidan ishonchli manbalarga iqtiboslarni qo'shish. Ma'lumot manbasi bo'lmagan material shubha ostiga olinishi va olib tashlanishi mumkin. Manbalarni toping: "Oddiy dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilma"  – Yangiliklar  · gazetalar  · kitoblar  · olim  · JSTOR (2012 yil noyabr) (Ushbu shablon xabarini qanday va qachon olib tashlashni bilib oling)

A oddiy dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilma (SPLD) a dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilma a-dan past bo'lgan murakkablik bilan kompleks dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilma (CPLD).

Ushbu atama odatda kabi qurilmalarni anglatadi ROMlar, PALlar, PLA va GALlar.

Asosiy tavsif

Oddiy dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (SPLD) - dasturlash mumkin bo'lgan mantiqiy qurilmalarning eng sodda, eng kichik va eng arzon shakllari. SPLDlar 7400 seriyali TTL kabi standart mantiqiy qismlarni (AND, OR, va NOT eshiklari) almashtirish uchun taxtalarda ishlatilishi mumkin.

Ular odatda 4 dan 22 gacha to'liq bog'langan makroselllarni o'z ichiga oladi. Ushbu makroselllar odatda ba'zi kombinatorial mantiqlardan (AND OR darvozalari kabi) va flip-flopdan iborat. Boshqacha aytganda, har bir makrosell ichida kichik mantiqiy mantiqiy tenglama tuzilishi mumkin. Ushbu tenglama bir nechta ikkilik kirishlar holatini ikkilik chiqishga birlashtiradi va agar kerak bo'lsa, ushbu chiqishni flip-flopda keyingi soat chekkasiga qadar saqlaydi. Albatta, mavjud mantiq eshiklari va flip-floplarning xususiyatlari har bir ishlab chiqaruvchi va mahsulot oilasiga xosdir. Ammo umumiy g'oya har doim bir xil bo'ladi.

Ko'pgina SPLDlar funktsionallikni aniqlash uchun sigortalar yoki o'zgarmas xotira hujayralarini (EPROM, EEPROM, FLASH va boshqalarni) ishlatadilar.

Ushbu qurilmalar quyidagicha tanilgan:

• Dasturlashtiriladigan massiv mantig'i (PAL)
• Umumiy mantiq (GAL)
• Dasturlashtiriladigan mantiqiy massivlar (PLA)
• Maydonda dasturlashtiriladigan mantiqiy massivlar (FPLA)
• Dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (PLD)

Afzalliklari

PLD-lar tez-tez manzilni dekodlash uchun ishlatiladi, bu erda ular o'rnini bosgan 7400 seriyali TTL qismlariga nisbatan bir nechta aniq afzalliklarga ega: Bitta chip mikrosxemalar maydonini, quvvatni va simlarni bir nechta bajarilgandan kamroq talab qiladi, chip ichidagi dizayn egiluvchan, shuning uchun mantiqdagi o'zgarish taxtani qayta tiklashni talab qilmaydi. Aksincha, bitta PLD-ni yangi dizayn bilan dasturlashtirilgan boshqa qism bilan almashtirish shunchaki dekodlash mantig'ini o'zgartirishi mumkin.

Vazifalar

Dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (PLD) - bu dasturlash mumkin bo'lgan o'zaro bog'liqlik bilan bog'langan, konfiguratsiya qilinadigan mantiq va flip-floplarga ega raqamli qurilmalar. Mantiqiy qurilmalar o'ziga xos funktsiyalarni taqdim etadi, jumladan:

• Qurilmadan qurilmaga interfeys
• Ma'lumotlar aloqasi
• Signalni qayta ishlash
• Ma'lumotlarni ko'rsatish
• Vaqt
• Nazorat operatsiyalari
• Tizim bajarishi kerak bo'lgan deyarli barcha boshqa funktsiyalar

Xotira hujayralari mantiq bajaradigan funktsiyani va turli xil mantiqiy funktsiyalarning o'zaro bog'liqligini boshqaradi va belgilaydi.

Dasturlashtiriladigan va boshqalar

Mantiqiy qurilmalarni ikkita keng toifaga ajratish mumkin - qattiq va dasturlashtiriladigan.

Ruxsat etilgan mantiqiy qurilmalar:

Nomidan ko'rinib turibdiki, sobit mantiqiy qurilmadagi sxemalar doimiy bo'lib, ular bitta funktsiyani yoki funktsiyalar to'plamini bajaradi - ishlab chiqarilgandan so'ng ularni o'zgartirish mumkin emas.

Ruxsat etilgan mantiqiy qurilmalarda, dizayndan, prototiplardan, yakuniy ishlab chiqarishga o'tish uchun zarur bo'lgan vaqt, qurilmaning murakkabligiga qarab, bir necha oydan bir yilgacha davom etishi mumkin. Va agar qurilma to'g'ri ishlamasa yoki talablar o'zgarsa, yangi dizayn ishlab chiqilishi kerak.

Dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar:

Boshqa tomondan, dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (PLD) - xaridorlarga keng ko'lamli mantiqiy imkoniyatlar, xususiyatlar, tezlik va kuchlanish xususiyatlarini taklif qiluvchi standart, tayyor qismlar va bu qurilmalar istalgan vaqtda o'zgarishi mumkin. funktsiyalar soni.

Dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar yordamida dizaynerlar dizaynlarini tezda ishlab chiqish, simulyatsiya qilish va sinovdan o'tkazish uchun arzon dasturiy vositalardan foydalanadilar. Keyinchalik, dizayn tezda qurilmaga dasturlashtirilishi va darhol elektr zanjirida sinovdan o'tkazilishi mumkin. Ushbu prototipni yaratish uchun ishlatiladigan PLD aynan bir xil PLD-ni, masalan, tarmoq yo'riqchisi, DSL modem, DVD pleer yoki avtomobil navigatsiya tizimi. NRE xarajatlari yo'q va yakuniy dizayn odatiy, qat'iy mantiqiy qurilmaga qaraganda ancha tezroq yakunlanadi.

PLD-lardan foydalanishning yana bir muhim foydasi shundaki, loyihalash bosqichida xaridorlar o'zlarining qoniqishlariga qadar ishlashga qadar elektron tizimni xohlagancha o'zgartirishi mumkin. Buning sababi shundaki, PLD-lar qayta yoziladigan xotira texnologiyasiga asoslangan - dizaynni o'zgartirish, shunchaki qurilmani qayta dasturlash. Dizayn yakunlangandan so'ng, mijozlar yakuniy dasturiy ta'minot dizayni fayli bilan kerakli miqdordagi PLD-larni dasturlash orqali darhol ishlab chiqarishga kirishishlari mumkin.

Odatda, PLD-larni uch xil turlardan biri deb ta'riflash mumkin:

• Oddiy dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (SPLD)
• Murakkab dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (CPLD)
• Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

Arxitektura

PLD qurilmalarining turli xil oilalariga ega bo'lgan bir nechta ishlab chiqaruvchilar mavjud, shuning uchun arxitekturada juda ko'p farqlar mavjud. Dasturlash mumkin bo'lgan mantiqiy qurilmalarning ikkita asosiy turi bu dala dasturlashtiriladigan eshik massivlari (FPGA) va murakkab programlanadigan mantiqiy qurilmalar (CPLD). Ikkalasi orasidagi farq ko'pincha biroz noaniq bo'lib, ishlab chiqaruvchilar yangi, takomillashtirilgan arxitekturalarni loyihalashtirishadi va marketing maqsadida suvlarni tez-tez loyqa qilishadi. Birgalikda CPLD va FPGA ko'pincha yuqori quvvatli dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar (HCPLD) deb nomlanadi.

PLD qurilmalari uchun dasturlash texnologiyalari aslida yarimo'tkazgichli xotiraning har xil turlariga asoslangan. Xotiralarning yangi turlari ishlab chiqilganligi sababli, xuddi shu texnologiya yangi turdagi PLD qurilmalarini yaratishda qo'llanildi. Mavjud mantiqiy manbalar miqdori SPLD va HCPLDlarni ajratib turadigan asosiy xususiyatdir.

Bugungi kunda, SPLDlar odatda 600 yoki undan kam eshiklarning ekvivalenti bo'lgan qurilmalardir, HCPLDlarda esa minglab va yuz minglab eshiklar mavjud. Ikki turdagi HCPLD qurilmalaridan FPGAlar eng yuqori miqdordagi mantiqiy zichlik, eng ko'p xususiyatlar va eng yuqori ko'rsatkichlarni taqdim etadi.

FPGA ma'lumotlar qayta ishlash va saqlashdan tortib, asbobsozlik, telekommunikatsiya va raqamli signallarni qayta ishlashgacha bo'lgan turli xil dasturlarda qo'llaniladi.

CPLD'lar, aksincha, juda kam miqdordagi mantiqni taklif qilishadi - taxminan 10 000 gacha eshiklar. Ammo CPLD'lar juda taxmin qilinadigan vaqt xususiyatlarini taqdim etadi va shuning uchun muhim boshqaruv dasturlari uchun idealdir. Ba'zi CPLD'lar juda kam quvvat talab qiladi va juda arzon bo'lib, ularni narxni sezgir, batareyada ishlaydigan, ko'chma dasturlar, masalan, mobil telefonlar va raqamli qo'l yordamchilari uchun ideal qiladi.

Adabiyotlar

Ferdjallah, Muhammad (2011). "1.7 Oddiy dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar". Raqamli tizimlarga kirish: VHDL yordamida modellashtirish, sintez va simulyatsiya. Onlaynda Safari kitoblari. John Wiley & Sons. ISBN  9780470900550.