94542

Вентильные матрицы, программируемые пользователем (FPGA): общая структура, виды функциональных блоков, матрица межсоединений, блоки ввода-вывода

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Микросхемы программируемых пользователями вентильных матриц FPGA Field Programmable Gate Arrays в своей основе состоят из большого числа конфигурируемых логических блоков ЛБ расположенных по строкам и столбцам в виде матрицы и трассировочных ресурсов обеспечивающих их межсоединения.

Русский

2015-09-14

14.54 KB

0 чел.

Вентильные матрицы, программируемые пользователем (FPGA): общая структура, виды функциональных блоков, матрица межсоединений, блоки ввода/вывода.Микросхемы программируемых пользователями вентильных матриц FPGA (Field Programmable Gate Arrays) в своей основе состоят из большого числа конфигурируемых логических блоков (ЛБ), расположенных по строкам и столбцам в виде матрицы, и трассировочных ресурсов, обеспечивающих их межсоединения. В архитектуре FPGA явно прослеживается большое сходство с архитектурой MPGA. Разница в том, что FPGA, поступающая в распоряжение потребителя, имеет уже готовые, стандартные, хотя и не запрограммированные, трассировочные ресурсы, не зависящие от конкретного потребителя. Получение конкретного проекта на базе FPGA, как и на основе других ПЛИС, реализуется воздействием на программируемые межсо­единения, в ходе которого обеспечивается замкнутое состояние одних участков и разомкнутое — других. Обращаться к изготовителю FPGA при этом не требуется. Архитектуры FPGA разрабатываются фирмами Xilinx, Actel, Altera, Atmel, Age re Systems (ранее Lucent Technologies), QuickLogic и др. Типовая схема программируемой интегральной микросхемы FPGA состоит из трех видов блоков: логические блоки, блоки ввода-вывода, предназначенные для обмена сигналами через внешние выводы микросхемы и программируемые электронные ключи, предназначенные для создания соединений между внутренними блоками микросхемы FPGA. Логические блоки размещаются в узлах решетки вертикальных и горизонтальных шин проводников. Благодаря возможности соединения проводников при помощи электронных ключей друг с другом, можно создавать нужные нам соединения между логическими блоками. Соединения осуществляемые электронными ключами можно программировать, замыкая и размыкая эти ключи. Матрица соединений хранится в ПЗУ конфигурации и может быть изменена при программировании ПЛИС. Блоки ключей, замыкающие проводники соединительных шин FPGA между собой, обозначены на рисунке 1 квадратами серого цвета. Соединение внутренней цифровой схемы с блоками ввода-вывода также программируется электронными ключами. У различных микросхем FPGA реальное число программируемых внутренних соединений значительно отличается. Это определяет насколько полно может быть использованы внутренние ресурсы микросхемы и может оказать влияние на предельное быстродействие разработанного цифрового устройства. Эти особенности необходимо учитывать в процессе проектирования цифрового устройства при выборе фирмы-изготовителя и конкретных микросхем FPGA, предназначенных для реализации этого устройства. Особенностью структуры FPGA является то, что каждый логический блок обычно имеет небольшое число входов и один выход. Это позволяет более полно использовать внутренние ресурсы микросхемы. Типичный логический блок строится на основе ПЗУ, в ячейках которого записана таблица истинности комбинационной схемы. Подобный блок ПЗУ обычно называется LUT (Look Up Table). Каждая ячейка способна хранить значение одной строки таблицы истинности, логический '0' или '1'. Размер LUT определяется числом входов, которое изменяется в зависимости от типа выбранной микросхемы и фирмы-производителя. В качестве примера на рисунке 2 показано внутреннее устройство небольшого LUT ПЗУ с тремя входами x1, x2, x3, и одним выходом f. Крестиками обозначены электронные ключи, включенные между источником питания и входом мультиплексора.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18353. Видатки бюджету на соціальний захист населення і соціальну сферу 29.12 KB
  Тема 10. Видатки бюджету на соціальний захист населення і соціальну сферу На основі звітності про виконання місцевого бюджету за місцем проживання у 20092010 рр. провести аналіз соціальних видатків бюджету у таблиці 10.1. Охарактеризувати проблемні аспекти та перспективи о
18354. Видатки бюджету на оборону та управління 25.25 KB
  Тема 11. Видатки бюджету на оборону та управління Проаналізувати видатки місцевого бюджету на оборону та управління за 20092011 роки. Дані відобразити у таблиці 11.1. Розрахувати середній абсолютний приріст середній темп росту та середній темп приросту. Охарактеризува
18355. Видатки бюджету на обслуговування державного боргу 26.42 KB
  Тема 12. Видатки бюджету на обслуговування державного боргу Проаналізувати видатки бюджету на обслуговування державного боргу за 2009-2011 роки. Дані відобразити за допомогою таблиці 12.1. Охарактеризувати проблемні аспекти обслуговування державного боргу та окреслити пер...
18356. Конструкция «Если» 206 KB
  2 урок Конструкция Если 1 урок Конструкция Если подразумевает 2 различных действия в зависимости от того выполняется условиеистина или нетложь. Вид конструкции: если условие то действие 1 выполняется если условие истинно и
18357. ПОЛНАЯ ФОРМА ВЕТВЛЕНИЯ 60.5 KB
  3 урок. Если 2 занятие. Введены 2 числа найти наибольшее. Результаты: Введено число определите четное оно или нет. Выполнение: Для самостоятельного решения Введены 2 числа найти наимен
18358. Если сложные условия 244 KB
  4 урок Если сложные условия. Составить программу отвечающую Привет на имя или Сергей или сергей; и Не знаю тебя в противном случае. Проверить принадлежит ли число введенное с клавиат
18359. Пример экзаменатора 59 KB
  6 урок Пример экзаменатора Рассмотрим простейший пример экзаменатора по географии задающий 5 вопросов по столицам государств. Рассмотрим варианты ввода как с заглавной так и со строчной буквы. Выполнение: Самостоятельно составьте экза
18360. Выбор 350 KB
  7 урок Выбор. Общий вид команды: выбор при условие 1 : серия 1 при условие 2 : серия 2 ... при условие n : серия n иначе серия n1 все Ключевое слово иначе вместе с соответствующей серией команд может отсутствовать: выбор при условие_1 : серия_1 при ус...
18361. Цикл N-раз 110.5 KB
  8 урок Цикл Nраз ознакомительно Общий вид цикла N раз: нц N раз серия команд кц Здесь N целое выражение задающее число повторений. При выполнении алгоритма последовательность команд циклически повторяется указанное число раз. Вывести на экран 10