FPGA (Field Programmable Gate Array)
Программируемая логика
Основные этапы развития программируемой логики:
1. БМК, ASICS
2. ПЛИС – FPGA (Field Programmable Gate Array)
CPLD (Complex Programmable Logic Devices)
БМК (Базовый Матричный Кристалл)
Электрическая принципиальная схема строится в схемотехническом редакторе. После этого средства синтеза формируют конфигурационную последовательность, которая задает связи внутри кристалла. Далее файл отправляется на завод-изготовитель микросхемы. Данные из файла используются для металлизации последнего слоя кристалла. Т.о., программирование – аппаратное.
Недостаток – перепрограммирование возможно только на заводе-изготовителе микросхемы.
CPLD (Complex Programmable Logic Devices)
Эти схемы строятся на основе энергонезависимой памяти (flash-память). Достоинством этой технологии является то, что конфигурационная последовательность хранится в памяти после выключения питания микросхемы.
Недостатки: низкое быстродействие и низкая логическая емкость.
FPGA (Field Programmable Gate Array)
В их основе лежит энергозависимая память, т.е. после выключения питания конфигурационная последовательность удаляется.
Схема загрузки конфигурационной последовательности в FPGA показана на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема загрузки программы в FPGA
Конфигурационная последовательность через интерфейс JTAG загружается в ПЗУ (энергонезависимая память). При включении питания последовательность из ПЗУ загружается в FPGA.
Преимущества FPGA:
1 – большая интегральная емкость;
2 – высокое быстродействие.
Фактически конфигурационная последовательность программирует связи между вентилями, т.е. между транзисторами.
Область применения ПЛИС – это задачи, для которых недостаточно быстродействия микроконтроллеров, микропроцессоров и цифровых сигнальных процессоров. Как правило, это задачи реального времени (обработка входных данных в темпе их поступления).