plik


Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html UKAADY REPROGRAMOWALNE ELEKTRYCZNIE UkBady GAL | UkBady MACH Technologi, ktra jest wykorzystywana podczas tworzenia struktur PLD jest technologia nazywana EECMOS. Metoda ta pozwala na realizacj ukBadw reprogramowalnych, ktre s ukBadami programowalnymi oraz ukBadami kasowalnymi sygnaBami elektrycznymi. Wobec tego faktu, ukBady te nie musz znajdowa si w osBonie z okienkiem kwarcowym, tak jak w przypadku struktur UVCMOS. UkBady GAL Firm, ktra jako pierwsza dostarczyBa na rynek struktury PLD stworzone w technologii EECMOS byBa firma LATTICE. UkBady te nazwaBa ukBadami GAL. Cech szczegln tych ukBadw jest mo|liwo[ dokonywania rekonfiguracji struktury. Oznacza to, |e ukBady GAL mog rywalizowa z standardowymi strukturami PLD, wykonywanymi dotychczas w technologii bipolarnej. Najbardziej powszechnymi ukBadami GAL s ukBady 16V8 (rysunek 1) [3] i 20V8 (rysunek 2) [3]. UkBad 16V8 zbudowany jest z 8 dedykowanych wej[ oraz z 2 wej[: zegarowe i , ktre mog posBu|y jako dodatkowe wej[cia dedykowane. Oprcz tego posiada 8 wyj[ciowych makrokomrek logicznych typu OLMC, ktre zbudowane s z bramek OR i bramek XOR. UkBady te zawieraj rwnie| multipleksery, ktre okre[laj przej[cie sygnaBw logicznych i przerzutnika typu D (rysunek 3) [3]. Poszczeglne makrokomrki mog zosta skonfigurowane na wiele sposobw. 1 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html Identyczn budow posiada ukBad GAL20V8. UkBad ten ma 12 dedykowanych wej[ i dwa wej[cia, ktre mog posBu|y jako wej[cie sygnaBw zegarowych oraz wej[cie OE lub jako wej[cia danych. Oprcz tego ukBad zawiera 24 wyprowadzenia, ktre posiadaj 8 makrokomrek logicznych. Makrokomrki wyj[ciowe mog zosta skonfigurowane identycznie jak ukBady GAL16V8. Sposoby konfigurowania makrokomrek udostpniaj emulacj strukturami GAL16V8 i GAL20V8 oraz typowymi strukturami PAL posiadajcymi 20 i 24 wyprowadzeD. Mo|liwo[ konfiguracji makrokomrek uwzgldnia nastpujce tryby pracy: tryb rejestrowy, tryb zBo|ony, tryb prosty. W trybie rejestrowym wyr|niamy dwa wyj[cia: wyj[cie typu rejestrowego zawierajcy programowaln polaryzacj lub wyj[cie typu kombinacyjnego ( programowalne I/O ) zawierajcy programowaln polaryzacj. Dane konfiguracje s mo|liwe dla wszystkich makrokomrek. Je|eli komrki pracuj w trybie kombinacyjnym to wyprowadzenie clk i wyprowadzenie nie s u|ywane. W przypadku gdy komrki pracuj w trybie rejestrowym posiadaj wsplny impuls zegarowy clk oraz wsplny impuls , ktry pozwala na wyj[cie. W trybie zBo|onym wyj[cie mo|e mie posta kombinacyjn typu I/O zawierajc programowalny impuls i polaryzacj C albo charakter bezpo[redni (typ O) zawierajcy programowalny impuls i polaryzacj. Konfiguracje te mo|emy spotka w ukBadach 16L8, 20L8, 16P8 w ktrych dla ka|dej dowolnej komrki mo|emy ustawi polaryzacj sygnaBu wyj[ciowego. Konfiguracja typu kombinacyjnego i typu bezpo[redniego mo|liwa jest tylko dla komrek wewntrznych; dwie kraDcowe komrki (poBczone z clk i ) pozwalaj tylko na konfiguracje typu wyj[cia bezpo[redniego. Wynika to z zastosowania wyprowadzeD clk i traktowanych jako bezpo[rednie wej[cie do matrycy AND impulsu logicznego, co powoduje, |e inwertery FEED BACK s ju| zajte. Natomiast komrki kraDcowe w trybie zBo|onym s na staBe zaprogramowane jako wyj[cia okre[lajce typ O. Tryb pracy prosty umo|liwia konfiguracje: a. konfiguracja z dedykowanym wej[ciem, b. konfiguracja z dedykowanym wyj[ciem ze sprz|eniem zwrotnym, c. konfiguracja z dedykowanym wyj[ciem, gdzie konfiguracje a) oraz b) nie s dostpne dla [rodkowych komrek (komrki [rodkowe stanowi komrki, ktre s poBczone z koDcwkami 15, 16 w ukBadach GAL16V8, a w ukBadach GAL20V8 z koDcwkami 18, 19). UkBad GAL16V8 i ukBad GAL20V8 charakteryzuj si kilkoma cechami wa|nymi dla u|ytkownika. 2 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html Mo|liwe jest samoczynne testowanie. W tym przypadku wszystkie wykorzystane w danym ukBadzie przerzutniki mog zosta poBczone w jeden rejestr przesuwajcy i w wyniku zmiany ukBadu w tryb testowania dziki poszczeglnym sygnaBom zegarowym nastpuje szeregowe wczytanie danych, ktre znajduj si na wej[ciu danych. W tym samym czasie s szeregowo odczytywane dane z rejestru i ukazuj si na wyj[ciu danych. Zmiana ukBadu w tryb testowania dokonuje si przez podwy|szenie napicia do okoBo 15 V na stosownym wyprowadzeniu. UkBady typu GAL16V8 i typu GAL20V8 wykonywane s w kilku wariantach r|nicych si zu|yciem prdu i maksymaln prdko[ci pracy. Istniej ukBady o prdko[ci pracy od 12 do 40 ns, ktre zu|ywaj od 45 do 90 mA prdu. W ukBadach GAL bufory wyj[ciowe posiadaj bardzo du| efektywno[ prdow (24 mA). Wykorzystane mog by przy czstotliwo[ci zegara, ktry przekracza warto[ 50 MHz. UkBady te, jak gwarantuje firma LATTICE mo|na przeprogramowa ponad sto razy i dane w pamici mog by przechowywane przez co najmniej 20 lat. Na szczegln uwag zasBuguje ukBad ispGAL16Z8, ktry nale|y do struktury GAL16V8. W ukBadzie tym mo|liwe jest przeprogramowanie caBo[ci struktury w systemie cyfrowym dziki zastosowaniu ukBadu elektrycznego. W celu przeprogramowania niezbdne jest napicie +5 V. ModuB ispGAL16Z8 zawiera identyczn budow jak ukBad GAL16V8 lecz dodatkowo wyposa|ony jest w cztery wyprowadzenia, u|ywane podczas przeprogramowania struktury. UkBady typu 22V10 stanowi rozszerzon architektur ukBadw GAL, ktrych ukBad wewntrzny jest podobny do ukBadw PAL22V10. W ukBadach typu 22V10 wyr|niamy nastpujce ukBady GAL18V8, GAL22V10, GAL26CV12. UkBady te r|ni si (nie uwzgldniajc liczby wej[ oraz komrek typu OLMC) od ukBadw GAL16V8 liczb termw (od 8 do 16) doprowadzanych do kolejnych bramek OR i efektownym sterowaniem przerzutnikw, poniewa| dodatkowo wyposa|one s w wej[cia PRESET i RESET. Znacznie skomplikowanym w[rd wszystkich ukBadw firmy LATTICE jest ukBad GAL6001 (rysunek 4) [2]. UkBad ten skBada si z matryc typu PLA. Ponadto posiada 10 wyj[ciowych makrokomrek logicznych typu OLMC, 8 schowanych makrokomrek logicznych typu BLMC, 10 wej[ciowych makrokomrek logicznych typu ILMC oraz 10 wej[ciowo wyj[ciowych makrokomrek logicznych typu IOLMC. UkBad zawiera dwa wej[cia zegarowe: Input clock i output clock, ktre umo|liwiaj makrokomrkom wej[ciowym i makrokomrkom wyj[ciowym samodzieln prac. Struktur wej[ciowej makrokomrki logicznej typu ILMC albo IOLMC przedstawia rysunek 5a [2]. Makrokomrka stanowi mo|e wej[cie kombinacyjne lub mo|e by wykorzystana jako wej[cie synchronizowane przerzutnikiem, ktry synchronizowany jest zboczem lub zatrzask. Rejestry te wykorzystuj impuls zegarowy, ktry jest wzity z wej[cia Iclk. 3 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html Matryca AND zawiera 39 impulsw, z ktrych 10 impulsw doprowadzonych jest z wej[ciowych makrokomrek typu OMLC, 10 impulsw doprowadzonych z wej[ciowo wyj[ciowych makrokomrek typu IOLMC, 10 impulsw doprowadzonych z wyj[ciowych makrokomrek typu OLMC, 8 impulsw doprowadzonych z schowanych makrokomrek typu BLMC i jeden impuls doprowadzony z wej[cia zegarowego Iclk. Na podstawie tych impulsw stworzone s 64 iloczyny logiczne, ktre wykorzystywane s przez matryc OR. UkBady GAL39V18 posiadaj matryce AND OR, ktra jest typu PLA. Wobec tego faktu, bramki OR mog u|ywa caBy zakres 64 iloczynw. Ponadto jeden iloczyn mo|e zosta u|yty przez wiele bramek OR. Wyj[ciowe impulsy matrycy OR s doprowadzone do wyj[ciowych oraz makrokomrek i doprowadzone do schowanych makrokomrek, gdzie na poszczegln makrokomrk wypadaj dwie sumy. Rysunek 5b [2] przedstawia struktur wyj[ciowej makrokomrki logicznej typu OLMC albo typu BLMC. Poszczeglna makrokomrka posiada dwa wej[cia D i E, ktre s zBczone z wyj[ciami dwch bramek w matrycy bramek OR. Ka|da makrokomrka mo|e zosta skonfigurowana na dwa sposoby. Pierwszy sposb konfiguruje makrokomrk jako wyj[cie kombinacyjne, wtedy element E nie jest wykorzystywany, a element D jest doprowadzony wprost do wyj[cia makrokomrki. Drugi sposb konfiguracji makrokomrki wykorzystuje przerzutnik D. W tym przypadku mo|liwe s dwa warianty. Pierwszy wariant polega na zastosowaniu jako zegara impulsu, ktry jest osigany z wej[cia zegarowego Iclk. Element E mo|e wwczas posBu|y do blokowania tego zegara, co umo|liwia unieruchomienie przerzutnika w obecnym stanie. Drugi wariant wykorzystuje element E jako impuls zegarowy. Oprcz tego, wystpowanie dwch bramek typu EXOR powoduje |e, impulsy elementu D i impulsy elementu E mog posiada dowoln polaryzacj. W schowanych makrokomrkach typu BLMC dla wej[cia D, nie jest konieczny programowalny inwerter, poniewa| impuls z wyj[cia makrokomrki logicznej poprowadzony jest do matrycy bramek AND w sposb prosty lub odwrcony. W matrycy AND powstaje jeszcze 11 iloczynw, z ktrych jeden iloczyn wykorzystywany jest do asynchronicznego zerowania poszczeglnych przerzutnikw, ktre znajduj si w wyj[ciowych makrokomrkach logicznych i schowanych makrokomrkach logicznych. Natomiast pozostaBa cz[ iloczynw wykorzystywana jest do jednostkowego kierowania wyj[ciowymi buforami trjstanowymi. UkBady MACH UkBady MACH s ukBadami typu EE, ktre s programowalne przez u|ytkownika. Szczegln cech tych ukBadw jest wielomacierzowa struktura wewntrzna i zaawansowany proces technologiczny wykorzystywany podczas budowy struktur MACH  CMOS. Wynikiem tego jest znaczna wielko[  pojemno[ci logicznej przy identycznych wielko[ciach (zu|ycie mocy, prdko[) jak w typowych strukturach PAL. UkBad MACH (rysunek 6) [2] skBada si z kilku blokw zawierajcych struktur PAL (PAL Block), ktre s poBczone pomidzy sob przy pomocy szczeglnej, programowalnej matrycy poBczeD MP. Bloki te wspBdziaBaj z makrokomrkami typu MK i z schowanymi makrokomrkami typu MU. 4 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html W konsekwencji ukBad MACH mo|e by przedstawiony za po[rednictwem kilku moduBw PAL (poszczeglny moduB funkcjonalnie stanowi odrbn jednostk), tak|e mo|e by kopi struktury o uwarunkowaniach logicznych, ktre przewy|szaj zasoby pojedynczego bloku PAL. UkBady MACH dziel si na ukBady synchroniczne i ukBady asynchroniczne (pod pojciem asynchronizmu kryje si fakt, |e poszczeglna makrokomrka posiada wBasny zegar). W grupie ukBadw synchronicznych wyr|niamy typ MACH1 oraz typ MACH2, natomiast w grupie ukBadw asynchronicznych mamy typ MACH215. GBwne parametry charakteryzujce ukBady MACH przedstawia tabela A [2]. Struktur ukBadw MACH przedstawia schemat blokowy MACH110 (rysunek 7) [2]. Tabela A UkBad Liczba Liczba Liczba Liczba Liczba Liczba tPD wypro makro bramek wej[ wyj[ przerzut (ns) wadzeD kom rwno (max) (max) nikw rek wa|nych (max) Rodzina MACH 1 MACH110 44 32 900 38 32 32 12,15,20 MACH120 68 48 1200 56 48 48 15,20 MACH130 84 64 1800 70 64 64 15,20 Rodzina MACH 2 MACH210 44 64 1800 38 64 64 12,15,20 MACH220 68 96 2400 56 96 96 15,20 MACH230 84 128 3600 70 128 128 15,20 UkBady MACH asynchroniczne MACH215 44 64 1500 38 32 64 12,15,20 5 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html Programowalna matryca poBczeD (Switch Matrix) zawiera 6 wej[, z ktrych 4 s wej[ciami dedykowanymi typu I, a 2 wej[ciami zegarowymi CLK. Wej[cia zegarowe CLK mog tak|e pracowa jako wej[cia typu I. Ponadto do matrycy doprowadzonych jest 32 wyprowadzeD typu I/O i 32 wyj[ sprz|enia zwrotnego, ktre pochodz z wyj[ makrokomrek. Wyj[cia z programowalnej matrycy poBczone s dwiema programowalnymi matrycami typu AND za pomoc inwertorw (rysunek 8) [2]. Matryca AND zbudowana jest z 16 grup typu PAL (tworz je 4 linie iloczynowe, ktre s poBczone z czterowej[ciow bramk OR). Wyj[cia bramek OR oznaczone jako C za pomoc ukBadu Logic Allocator s poBczone z makrokomrkami (rysunek 9) [2]. UkBad alokacji umo|liwia powikszenie linii iloczynowych a| do 16 linii iloczynowych, ktre poBczone s z makrokomrk (wi|e si to z pomniejszeniem liczby linii iloczynowych do pobliskich makrokomrek). Budow makrokomrki MK ukazuje rysunek 10 [2]. Przerzutnik P mo|e dziaBa jak przerzutnik synchroniczny typu D, T, L w wyniku wBa[ciwego zaprogramowania punktu Pr. Przerzutnik P mo|e by synchronizowany za pomoc jednego z dwch zegarw CLK. Oprcz tego, przerzutnik posiada asynchroniczne wej[cia, ktre ustawiaj AP oraz zeruj AR. Znajdujcy si multiplekser M1 pozwala na zaprogramowanie makrokomrki (punkt Pr) aby dziaBaBa w sposb kombinacyjnym (nie uwzgldniajcy przerzutnika) albo w sposb rejestrowy, a multiplekser M2 umo|liwia zaprogramowanie polaryzacji dla impulsu wyj[ciowego. 6 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html Komrka postaci I/O Cell ma trjstanowy bufor. Pozwala ona po wBa[ciwym jej zaprogramowaniu na u|ycie wyprowadzenia I/O jako wej[cia zewntrznego albo jako wyj[cia z makrokomrki. 1. UkBady reprogramowalne elektrycznie to ukBady: a. kasowalne i programowalne sygnaBami elektrycznymi. b. programowalne napiciem 5V. c. programowalne impulsem polaryzacji. 2. Charakterystyczn cech ukBadw GAL jest: a. indywidualne sterowanie komrk. b. dodatkowe ukBady wej[cia-wyj[cia. c. rekonfigurowalna struktura. 3. Konfigurowanie w ukBadach GAL mo|e odbywa si w trybie pracy: a. prostolinijnym. b. rejestrowym. c. wieloelementowym. 4. Prosty tryb pracy dopuszcza konfiguracje: a. dedykowane wej[cie zegarw cl. b. dedykowane wyj[cie przerzutnikw. c. dedykowane wyj[cie. 5. Zalet ukBadw GAL16V8 i GAL20V8 jest: a. mo|liwo[ automatycznego testowania. b. niski pobr prdu. c. Batwo[ zerowania przerzutnikw. 6. UkBady MACH wyr|niaj si: a. blokami wielozadaniowymi. b. tablic pojemno[ci logicznej. c. wielomacierzow struktur wewntrzn. 7. ModuBy MACH zbudowane s z: a. blokw o strukturze PLA. b. blokw o strukturze PAL. c. blokw o strukturze PLS. 8. Programowalna matryca poBczeD SM poBczona jest z: a. wej[ciami zegarowymi CLK. b. ukrytymi blokami. c. makrokomrkami KU. 9. UkBady asynchroniczne tworz serie: a. MACH2. b. MACH1. c. MACH215. 7 of 8 2012-05-23 22:10 Uklady reprogramowalne elektrycznie http://www.wpzz.republika.pl/urepel.html 10. Maksymalna liczba makrokomrek moduBw MACH2: a. 128 makrokomrek. b. 96 makrokomrek. c. 64 makrokomrek. Powrt na gr 8 of 8 2012-05-23 22:10

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Układy pracy generatorów stosowanych w elektrowniach wiatrowych
Ściąga układy elektroniczne I
UKŁADY ELEKTROMAGNETYCZNE PROSTOWNIKÓW WIELOPULSOWYCH
Układy elektryczne Układy mieszane
Elementy i układy elektroniczne część 2
Mieczyłsaw Dziubiński Elektroniczne uklady pojazdow samochodowych
uklady elektrotechnika1
UkładyMagazynująceEnergię ElektrowniWiatrowych

więcej podobnych podstron