Программируемая логика

Основными элементами структуры ПЛИС являются:

- логические блоки (ЛБ) (LAB, Logic array blocks);

- макроячейки (МЯ) (macrocells);

- логические расширители (expanders) (параллельный (parallel) и разделяемый (shareble));

- программируемая матрица соединений (ПМС)(Programmable interconnect array, PIA);

- элементы ввода-вывода (ЭВВ)(I/O control block).

Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) - 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.

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, за счёт быстродействия.

ПЛИС широко используется для построения различных по сложности и по возможностям цифровых устройств.

Это приложения, где необходимо большое количество портов ввода-вывода (бывают ПЛИС с более чем 1000 выводов («пинов»)), цифровая обработка сигнала (ЦОС), цифровая видеоаудиоаппаратура, высокоскоростная передача данных, криптография, проектирование и прототипирование ASIC, в качестве мостов (коммутаторов) между системами с различной логикой и напряжением питания, реализация нейрочипов, моделирование квантовых вычислений.

В современных периферийных и основных компьютерных устройствах платы расширения в системе Plug and Play имеют специальную микросхему — ПЛИС, которая позволяет плате сообщать свой идентификатор и список требуемых и поддерживаемых ресурсов.

23. Устройства питания: особенности питания вычислительных устройств и микропроцессоров, супервизор, управление включением и выключением, режимы экономии энергии.

Особенности питания вычислительных устройств и микропроцессоров

Современные микропроцессоры, как правило, имеют напряжение питания различным для ядра и периферийных устройств.

Ядро питается пониженным напряжением для повышения быстродействия и снижения энергопотребления, при это помехоустойчивость обеспечивается размещением в кристалле и короткими связями. Периферийные устройства, в частности интерфейс, работают с внешними сигналами и для обеспечения помехоустойчивости должны питаться повышенным напряжением.

Супервизор – устройство, контролирующее питание микропроцессора и вырабатывающее импульс перезапуска при восстановлении питания после провала.

Управление включением и выключением, режимы экономии энергии.

Некоторые микропроцессоры, имеющие несколько напряжений питания, критичны к последовательности подачи и снятия этих напряжений. Для управления процессом подачи/снятия напряжений питания в определенной последовательности используется устройство, называемое секвенсором.____________________

В мобильных системах экономичность по энергопотреблению является одной из важных характеристик системы. Для экономии энергии в микропроцессорах предусматриваются режимы использования с пониженным энергопотреблением (idle, standby, halt), которые включаются на время, когда от процессора не требуется активности. В этих режимах в микропроцессоре отключается подача тактовой частоты на какую-то часть внутренних узлов.

Вторичный источник электропитания — это устройство, предназначенное для обеспечения питания электроприбора электрической энергией, при соответствии номиналам её параметров: напряжения, тока, и т. д. путём преобразования энергии других источников питания.

Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.

Линейный стабилизатор представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах.

24. OrCAD Capture – процесс ввода схемы электрической принципиальной.

OrCAD – интегрированная САПР электронных устройств.

САПР OrCAD – это система моделирования и сквозного проектирования электронных устройств на основе печатного монтажа.

В состав САПР входят следующие модули:

- Capture – редактор принципиальных электрических схем;

- Capture CIS Option – менеджер библиотек элементов;

- PSpice Analog Digital – пакет моделирования аналого-цифровых устройств;

- PSpice Advanced Analysis – пакет параметрической оптимизации;

- PSpice SLPS option – интерфейс связи с пакетом Matlab;

- OrCAD Layout или PCB Editor – редактор топологии печатных плат;

- SPECCTRA for OrCAD – программа автоматической и интерактивной трассировки;

- Signal Explorer – модуль анализа целостности сигналов и перекрестных искажений.

В состав САПР может входить также модуль OrCAD Express или FPGA Studio моделирования цифровых устройств и синтеза ПЛИС.

САПР поддерживает все этапы проектирования электронных устройств и их печатных плат:

- ввод электрической схемы;

- моделирование поведения устройства или его частей;

- размещение компонентов и трассировку цепей на печатной плате;

- выпуск производственной документации.

САПР обеспечивает целостность и синхронизацию этапов проекта от ввода схемы до запуска в производство, а также ведение корпоративной базы данных компонентов.

OrCAD Capture – создание схемы электрической принципиальной

OrCAD Capture – это самая популярная в мире система ввода электрических схем вследствие ее универсальности и широких возможностей.

Основные достоинства OrCAD Capture:

- полнофункциональный схемный ввод с использованием привычного интуитивного пользовательского интерфейса Windows;

- быстрая технология редактирования схем;

- иерархическая структура проекта с возможностью повторного использования имеющихся блоков и фрагментов схемы;

- создание и редактирование условных графических образов (УГО) компонентов как в библиотеке, так и в процессе проектирования устройства;

- возможность изменения на любом этапе свойств компонентов;

- автоматическая генерация перечня компонентов схемы (BOM).

Опция OrCAD Capture CIS позволяет использовать структурированную базу данных, что дает возможность быстро подобрать необходимые для проекта компоненты из корпоративной базы данных или по сети Internet.

25. OrCAD Layout – процесс разработки печатной платы.

OrCAD Layout – разработка печатной платы.

OrCAD Layout - графический редактор топологии печатных плат, включает сеточный автотрассировщик проводников и средства создания управляющих файлов для фотоплоттеров.

Основные свойства:

- автоматическая и интерактивная трассировка проводниов;

- автоматическая генерация тестовых точек;

- автоматическое изменение проекта при изменении любой его части;

- настраиваемыя заливка медью;

- повторное использование проектов;

- адекватное отображение графики на экране;

- обмен данными с рядом популярных САПР.

OrCAD Layout имеет опции:

- OrCAD Layout Plus – включает более мощный автотрассировщик, использующий методы оптимизации нейронных цепей;

- OrCAD Layout Engeneer’s Edition – графический редактор без автотрассировщика, предназначенный для общей расстановки элементов на плате и прокладки наиболее ответственных цепей инженером-схемотехником при выдаче задания на проектирование печатнойплаты.

Дата добавления: 2015-01-03