Основные современные типы ПЛИС

ПЛИС

Серии микросхем

Технологический процесс

При производстве полупроводниковых интегральных микросхем применяется фотолитография и литографическое оборудование.

Разрешающая способность этого оборудования (т.н. проектные нормы) и определяет название применяемого техпроцесса

процессоры (Core 2 Duo) делают по новой УФ-технологии 0,045 мкм.

видеопроцессоры и flash-память фирмы Samsung — 0,040 мкм)..

Core i3 -i7 тех. Процесс - 0,032 мкм.

(Аналоговые) и цифровые микросхемы выпускаются сериями.

Серия - это группа микросхем (набор функциональных узлов), имеющих единое конструктивно-технологическое исполнение, и предназначенная для совместного применения.

Микросхемы одной серии, как правило, имеют одинаковые напряжения источников питания, согласованы по входным и выходным сопротивлениям, уровням сигналов.

2.1 Программи́руемая логи́ческая интегра́льная схе́ма (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) — электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем.

В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования).

Для программирования используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры Verilog, VHDL, AHDL и др.

Альтернативой ПЛИС являются:

- базовые матричные кристаллы, требующие заводского производстенного процесса для программирования;

ASIC - специализированные заказные БИС (большие интегральные схемы), которые при мелкосерийном и единичном производстве существенно дороже;

- специализированные компьютеры, процессоры (например, цифровой сигнальный процессор) или микроконтроллеры, но которые из-за программного способа реализации алгоритмов медленнее ПЛИС.

Некоторые производители ПЛИС предлагают программные процессоры для своих ПЛИС, которые могут быть модифицированы под конкретную задачу, а затем встроены в ПЛИС. Тем самым обеспечивается уменьшение места на печатной плате и упрощение проектирования самой ПЛИС.

CPLD (англ. complex programmable logic device — сложные программируемые логические устройства), содержат относительно крупные программируемые логические блоки — макроячейки (англ. macrocells), соединённые с внешними выводами и внутренними шинами. Функциональность CPLD кодируется в энергонезависимой памяти, поэтому нет необходимости их перепрограммировать при включении.

FPGA (англ. field-programmable gate array) содержат блоки умножения - суммирования (DSP), которые широко применяются при обработке сигналов, а также логические элементы (как правило, на базе таблиц перекодировки (таблиц истинности)) и их блоки коммутации. FPGA обычно используются для обработки сигналов, имеют больше логических элементов и более гибкую архитектуру, чем CPLD.

Программа для FPGA хранится в распределённой памяти, которая может быть выполнена как на основе энергозависимых ячеек статического ОЗУ (подобные микросхемы производят, например, фирмы Xilinx и Altera) - в этом случае программа не сохраняется при исчезновении электропитания микросхемы, так и на основе энергонезависимых ячеек Flash-памяти или перемычек antifuse (такие микросхемы производит фирма Actel и Lattice Semiconductor) - в этих случаях программа сохраняется при исчезновении электропитания.

Если программа хранится в энергозависимой памяти, то при каждом включении питания микросхемы необходимо заново конфигурировать её при помощи начального загрузчика, который может быть встроен и в саму FPGA. Альтернативой ПЛИС FPGA являются более медленные цифровые процессоры обработки сигналов.

Дата добавления: 2014-01-04