Что такое fpga

Программируемые логические интегральные схемы (Field-Programmable Gate Array - ПЛИС, FPGA) - появились два десятилетия назад как альтернатива программируемым логическим матрицам (ПЛМ). ПЛИС отличается от них как по архитектуре так и по технологии изготовления.

ПЛИС (FPGA) представляет собой матрицу маловходовых (от двух до пяти входов) логических элементов, триггеров, отрезков линий связей, соединяемых перемычками из полевых транзисторов. Глядя на английское название (Field-Programmable Gate Array), ПЛИС программируется изменением уровня электрического поля (Field) в затворах этих транзисторов. Затворы всех "программирующих" транзисторов подключены к выходам одного длинного сдвигового регистра, который и заполняется при программировании ПЛИС. Некоторые участи данного регистра могут использоваться также как ПЗУ.

Одним из приводящих в удивление людей, которые только знакомятся с ПЛИС, фактов является то, что в ПЛИС нет ПЗУ. Прошивка храниться во внешней памяти. При включении питания прошивка автоматически переписывается в программный сдвиговый регистр. Так как основу ПЛИС составляют триггеры, хранящие прошивку, то ПЛИС изготавливают по технологиям микросхем статического ОЗУ.

По сравнению с CPLD (Complex Programmable Logic Device) выигрывает, во-первых, в неограниченном количестве перепрограммирований, во-вторых, в логической емкости, в-третьих, в малом энергопотреблении.

Крупнейшими производителями ПЛИС на данный момент являются компании Altera и Xilinx. Данный ресурс рассматривает разработку на примере микросхемы EP2C5T144 семейства Cyclone II от компании Altera. Хотя вы можете использовать и микросхемы Xilinx, благодаря стандартам языка VHDL.

Схема включения ПЛИС (компании altera) довольно проста. Она включает питание 3В и 1.2В, микросхему ПЗУ для программирования (у нас EPCS4) и кварцевый резонатор большой частоты. Если в микроконтроллерной технике чаще всего используют резонаторы на 8-20МГц то для ПЛИС - 50-200МГц (у нас 50МГц).

Литература:
Сергиенко А.М, "VHDL для проектирования вычислительных систем".

Просмотров:   6469