fpga плис

Одной из разновидностей микросхем является ПЛИС – компактный логический девайс, представляющий собой конструктор для самостоятельного построения принципиальной схемы. Логика работы программируемой интегральной микросхемы не задаётся в процессе производства, а определяется конечным потребителем, причём многие модели позволяют осуществлять перепрограммирование многократно под решение разных задач. 

С помощью fpga плис можно стать и разработчиком, и производителем эксклюзивной микросхемы, сидя у себя дома, для чего понадобится лишь конфигурируемый девайс, отладочная плата, загрузчик и специализированное программное обеспечение, которые некоторыми фирмами-производителями предоставляется бесплатно. На выходе вы получаете интегральную микросхему, у которой принципиальная схема реализована на уровне «железа». Это не процессор, реализующий пользовательскую программу позиция за позицией, а реальная электронная схема, связи внутри которой организованы по желанию проектировщика.

Сама микросхема FPGA включает:

• множество логических блоков, на основе которых реализуется необходимые функции;
• задаваемые электронные связи между этими блоками;
• блоки ввода-вывода, позволяющие взаимодействовать с внутренней структурой устройства.

Этот список не полон. Есть варианты, когда внутри ПЛИС находятся модули памяти, умножители и пр.

Реализация идеи

Проектировщик обычно не углубляется в специфику внутренних связей внутри FPGA. Работа в основном заключается в описании логики работы будущей схемы с помощью языка программирования. Сам процесс реализации проекта на уровне «железа» делегируется компилятору, который, зная в точности внутреннее устройство ПЛИС, строит заданную схему на имеющемся в распоряжении материале. Таким образом, организация связей между блоками и трассировка – это забота компилятора.

Виды образования конфигурации

Полупроводниковые бренды выпускают программируемые логические микросхемы с различной архитектурой плис fpga:

1. Самая распространённая – построение логики схемы на базе ячеек статической памяти, что позволяет перепрограммировать ПЛИС множество раз при необходимости. Однако есть у данной технологии и недостатки: во-первых, схема работает довольно медленно, во-вторых, прошивку приходится загружать для каждого последующего сеанса, для чего плата обязана включать ещё и загрузчик.
2. В конфигурируемых ИС Flash-based прошивка после выключения питания не стирается. Как только питание снова будет подано, ПЛИС тут же будет готова к работе. Однако и здесь есть свои проблемы: создание собственной памяти внутри микросхемы нуждается в совмещении двух технологических процессов, ввиду чего готовое изделие выходит более дорогим. К тому же такие FPGA могут перепрограммироваться ограниченное количество раз.
3. Ещё один тип программируемых микросхем создан по технологии Antifuse. Здесь хотя пользователь и имеет возможность осуществить собственную прошивку, но делать это может всего один раз, после чего «железо» запечатлеет связи уже навсегда. Программирование осуществляется путём расплавления необходимых перемычек, чтобы в итоге получилась нужная схема. Несмотря на достаточную сложность процесса прошивки, эти устройства пользуются высоким спросом, поскольку менее подвержены сбоям из-за радиации.