Что такое ПЛИС и как они работают. Каковы основные типы и области применения ПЛИС. Чем ПЛИС отличаются от обычных микросхем. Какие преимущества дает использование ПЛИС в разработке электронных устройств.
Что такое ПЛИС и как они работают
ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы) — это электронные компоненты, которые позволяют создавать цифровые интегральные схемы с программируемой логикой работы. В отличие от обычных микросхем с фиксированной функциональностью, логика работы ПЛИС задается путем программирования после изготовления.
Как работают ПЛИС? Основные принципы:
- ПЛИС содержит массив логических блоков и программируемых соединений между ними
- Программирование задает конфигурацию соединений и функции логических блоков
- Это позволяет реализовать практически любую цифровую схему в рамках возможностей ПЛИС
- Программирование выполняется с помощью специальных средств разработки
Таким образом, одна и та же микросхема ПЛИС может выполнять различные функции в зависимости от загруженной в нее конфигурации. Это обеспечивает огромную гибкость при разработке цифровых устройств.
Основные типы ПЛИС и их особенности
Существует несколько основных типов ПЛИС, различающихся архитектурой и возможностями:
CPLD (Complex Programmable Logic Device)
CPLD содержат относительно крупные программируемые логические блоки — макроячейки. Особенности CPLD:
- Энергонезависимая память конфигурации
- Не требуют перепрограммирования при включении питания
- Подходят для простой логики и интерфейсов
FPGA (Field Programmable Gate Array)
FPGA имеют более мелкозернистую структуру логических элементов. Ключевые характеристики FPGA:
- Большое количество логических элементов
- Гибкая архитектура соединений
- Специализированные блоки для обработки сигналов
- Подходят для сложных вычислительных задач
Какой тип ПЛИС лучше выбрать? Это зависит от конкретной задачи — CPLD проще в использовании, а FPGA обладают большей функциональностью.
Преимущества использования ПЛИС в разработке электронных устройств
Применение ПЛИС дает ряд важных преимуществ при создании цифровых устройств:
- Гибкость и универсальность — одна микросхема может выполнять различные функции
- Сокращение времени разработки за счет возможности быстрого перепрограммирования
- Снижение стоимости при мелкосерийном производстве по сравнению с заказными микросхемами
- Возможность модернизации и обновления устройств путем перепрограммирования
- Высокая производительность для задач параллельной обработки данных
Эти преимущества делают ПЛИС привлекательным выбором для многих применений в современной электронике.
Основные сферы применения ПЛИС
ПЛИС широко используются в различных областях электроники и вычислительной техники. Где применяются ПЛИС?
- Телекоммуникационное оборудование
- Системы цифровой обработки сигналов
- Промышленная автоматика
- Автомобильная электроника
- Медицинское оборудование
- Аэрокосмические системы
- Высокопроизводительные вычислительные системы
Такое разнообразие применений обусловлено универсальностью ПЛИС и возможностью их адаптации под конкретные задачи.
Программирование и разработка устройств на основе ПЛИС
Создание устройств на ПЛИС требует специальных инструментов разработки. Как программируются ПЛИС?
- Разработка схемы устройства в специализированной САПР
- Описание логики на языках описания аппаратуры (VHDL, Verilog)
- Синтез логической схемы
- Размещение и трассировка на кристалле ПЛИС
- Генерация файла прошивки
- Загрузка прошивки в ПЛИС
Этот процесс позволяет реализовать сложные цифровые устройства, используя программные средства проектирования.
Сравнение ПЛИС с другими технологиями
Чем ПЛИС отличаются от альтернативных технологий создания цифровых устройств?
ПЛИС vs ASIC
ASIC (специализированные заказные микросхемы):
- Более высокая производительность
- Меньшее энергопотребление
- Дешевле при массовом производстве
ПЛИС:
- Гибкость и возможность изменения функций
- Быстрая разработка и отладка
- Дешевле при мелкосерийном производстве
ПЛИС vs микроконтроллеры
Микроконтроллеры:
- Проще в программировании
- Готовая периферия на кристалле
ПЛИС:
- Выше производительность для параллельных вычислений
- Возможность реализации сложной цифровой логики
Выбор технологии зависит от конкретной задачи и требований к устройству.
Тенденции развития технологий ПЛИС
Технологии ПЛИС продолжают активно развиваться. Какие основные тенденции наблюдаются в этой области?
- Увеличение степени интеграции и количества логических ячеек
- Снижение энергопотребления
- Интеграция специализированных блоков (процессорные ядра, память, интерфейсы)
- Развитие средств автоматизации проектирования
- Применение ПЛИС в системах искусственного интеллекта и машинного обучения
Эти тенденции расширяют возможности применения ПЛИС и делают их еще более привлекательными для разработчиков электронных устройств.
ПЛИС | это… Что такое ПЛИС?
CPLD ПЛИС Altera MAX 7128, эквивалентная 2500 вентилям
Программи́руемая логи́ческая интегра́льная схе́ма (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) — электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др. Альтернативой ПЛИС являются: программируемые логические контроллеры (ПЛК), базовые матричные кристаллы (БМК), требующие заводского производственного процесса для программирования; ASIC — специализированные заказные большие интегральные схемы(БИС), которые при мелкосерийном и единичном производстве существенно дороже; специализированные компьютеры, процессоры (например, цифровой сигнальный процессор) или микроконтроллеры, которые из-за программного способа реализации алгоритмов в работе медленнее ПЛИС.
Некоторые производители ПЛИС предлагают программные процессоры для своих ПЛИС, которые могут быть модифицированы под конкретную задачу, а затем встроены в ПЛИС. Тем самым обеспечивается уменьшение места на печатной плате и упрощение проектирования самой ПЛИС, за счёт быстродействия.
Содержание
|
Некоторые сферы применения
ПЛИС широко используется для построения различных по сложности и по возможностям цифровых устройств.
Это приложения, где необходимо большое количество портов ввода-вывода (бывают ПЛИС с более чем 1000 выводов («пинов»)), цифровая обработка сигнала (ЦОС), цифровая видеоаудиоаппаратура, высокоскоростная передача данных, криптография, проектирование и прототипирование ASIC, в качестве мостов (коммутаторов) между системами с различной логикой и напряжением питания, реализация нейрочипов, моделирование квантовых вычислений.
В современных периферийных и основных компьютерных устройствах платы расширения в системе Plug and Play имеют специальную микросхему — ПЛИС, которая позволяет плате сообщать свой идентификатор и список требуемых и поддерживаемых ресурсов.
Типы ПЛИС
Ранние ПЛИС
В 1970 году компания Texas Instruments разработала маскируемые (программируемые с помощью маски, англ. mask-programmable) ИС основанные на ассоциативном ПЗУ (ROAM) фирмы IBM. Эта микросхема, TMS2000, программировалась чередованием металлических слоёв в процессе производства ИС. TMS2000 имела до 17 входов и 18 выходов с 8-ю JK-триггерами в качестве памяти. Для этих устройств компания TI ввела термин Programmable Logic Array(PLA) — программируемая логическая матрица.
PAL
Основная статья: PAL (ПЛИС)
PAL (англ. Programmable Array Logic) — программируемый массив (матрица) логики. В СССР PLA и PLM не различались и обозначились как ПЛМ. Разница между ними состоит в доступности программирования внутренней структуры (матриц) ПЛМ.
GAL
Основная статья: GAL
CPLD
Основная статья: CPLD
CPLD (англ. complex programmable logic device — сложные программируемые логические устройства) содержат относительно крупные программируемые логические блоки — макроячейки, соединённые с внешними выводами и внутренними шинами. Функциональность CPLD кодируется в энергонезависимой памяти, поэтому нет необходимости их перепрограммировать при включении. Может применяться для расширения числа входов/выходов рядом с большими кристаллами, или для предобработки сигналов (например, контроллер COM-порта, USB, VGA).
FPGA
Основная статья: FPGA
FPGA (англ. field-programmable gate array) содержат блоки умножения-суммирования, которые широко применяются при обработке сигналов (DSP), а также логические элементы (как правило, на базе таблиц перекодировки — таблиц истинности) и их блоки коммутации. FPGA обычно используются для обработки сигналов, имеют больше логических элементов и более гибкую архитектуру, чем CPLD.
Программа для FPGA хранится в распределённой памяти, которая может быть выполнена как на основе энергозависимых ячеек статического ОЗУ (подобные микросхемы производят, например, фирмы Xilinx и Altera) — в этом случае программа не сохраняется при исчезновении электропитания микросхемы, так и на основе энергонезависимых ячеек Flash-памяти или перемычек antifuse (такие микросхемы производит фирма Actel и Lattice Semiconductor) — в этих случаях программа сохраняется при исчезновении электропитания. Если программа хранится в энергозависимой памяти, то при каждом включении питания микросхемы необходимо заново конфигурировать её при помощи начального загрузчика, который может быть встроен и в саму FPGA. Альтернативой ПЛИС FPGA являются более медленные цифровые процессоры обработки сигналов. FPGA применяются также, как ускорители универсальных процессоров в суперкомпьютерах (например: Cray — XD1, SGI — Проект RASC).
Прочие
Некоторые ведущие мировые производители ПЛИС
- Atmel
- Altera
- Lattice semiconductor
- Xilinx
- Actel
Основной производитель кристаллов для ПЛИС
- TSMC
См.
также- Программируемая аналоговая интегральная схема
- Периферийное сканирование
Примечания
Ссылки
- Видеоуроки проектирования на ПЛИС Xilinx
- описания ПЛИС известных фирм
- Несколько проектов
- В. Соловьев, А. Климович. Введение в проектирование комбинационных схем на ПЛИС
- ПЛИС FPGA
- Платформы. Технология ПЛИС и ее применение для создания нейрочипов
- Стешенко В. Б. Реализация на ПЛИС цифровых демодуляторов сигналов с частотной манипуляцией Кафедра СМ5 МГТУ им. Н. Э. Баумана
- В. Стешенко. Школа разработки аппаратуры цифровой обработки сигналов на ПЛИС
- Основные производители современных ПЛИС-компьютеров и комплектующих к ним
- Угрюмов Е. П. Глава 7. Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика, базовые матричные кристаллы / Цифровая схемотехника. Учеб. пособие для вузов. Изд.2, БХВ-Петербург, 2004. С. 357.
ПЛИС | это.
.. Что такое ПЛИС?CPLD ПЛИС Altera MAX 7128, эквивалентная 2500 вентилям
Программи́руемая логи́ческая интегра́льная схе́ма (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) — электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др. Альтернативой ПЛИС являются: программируемые логические контроллеры (ПЛК), базовые матричные кристаллы (БМК), требующие заводского производственного процесса для программирования; ASIC — специализированные заказные большие интегральные схемы(БИС), которые при мелкосерийном и единичном производстве существенно дороже; специализированные компьютеры, процессоры (например, цифровой сигнальный процессор) или микроконтроллеры, которые из-за программного способа реализации алгоритмов в работе медленнее ПЛИС.
Некоторые производители ПЛИС предлагают программные процессоры для своих ПЛИС, которые могут быть модифицированы под конкретную задачу, а затем встроены в ПЛИС. Тем самым обеспечивается уменьшение места на печатной плате и упрощение проектирования самой ПЛИС, за счёт быстродействия.
Содержание
|
Некоторые сферы применения
ПЛИС широко используется для построения различных по сложности и по возможностям цифровых устройств.
Это приложения, где необходимо большое количество портов ввода-вывода (бывают ПЛИС с более чем 1000 выводов («пинов»)), цифровая обработка сигнала (ЦОС), цифровая видеоаудиоаппаратура, высокоскоростная передача данных, криптография, проектирование и прототипирование ASIC, в качестве мостов (коммутаторов) между системами с различной логикой и напряжением питания, реализация нейрочипов, моделирование квантовых вычислений.
В современных периферийных и основных компьютерных устройствах платы расширения в системе Plug and Play имеют специальную микросхему — ПЛИС, которая позволяет плате сообщать свой идентификатор и список требуемых и поддерживаемых ресурсов.
Типы ПЛИС
Ранние ПЛИС
В 1970 году компания Texas Instruments разработала маскируемые (программируемые с помощью маски, англ. mask-programmable) ИС основанные на ассоциативном ПЗУ (ROAM) фирмы IBM. Эта микросхема, TMS2000, программировалась чередованием металлических слоёв в процессе производства ИС. TMS2000 имела до 17 входов и 18 выходов с 8-ю JK-триггерами в качестве памяти. Для этих устройств компания TI ввела термин Programmable Logic Array(PLA) — программируемая логическая матрица.
PAL
Основная статья: PAL (ПЛИС)
PAL (англ. Programmable Array Logic) — программируемый массив (матрица) логики. В СССР PLA и PLM не различались и обозначились как ПЛМ. Разница между ними состоит в доступности программирования внутренней структуры (матриц) ПЛМ.
GAL
Основная статья: GAL
CPLD
Основная статья: CPLD
CPLD (англ. complex programmable logic device — сложные программируемые логические устройства) содержат относительно крупные программируемые логические блоки — макроячейки, соединённые с внешними выводами и внутренними шинами. Функциональность CPLD кодируется в энергонезависимой памяти, поэтому нет необходимости их перепрограммировать при включении. Может применяться для расширения числа входов/выходов рядом с большими кристаллами, или для предобработки сигналов (например, контроллер COM-порта, USB, VGA).
FPGA
Основная статья: FPGA
FPGA (англ. field-programmable gate array) содержат блоки умножения-суммирования, которые широко применяются при обработке сигналов (DSP), а также логические элементы (как правило, на базе таблиц перекодировки — таблиц истинности) и их блоки коммутации. FPGA обычно используются для обработки сигналов, имеют больше логических элементов и более гибкую архитектуру, чем CPLD.
Программа для FPGA хранится в распределённой памяти, которая может быть выполнена как на основе энергозависимых ячеек статического ОЗУ (подобные микросхемы производят, например, фирмы Xilinx и Altera) — в этом случае программа не сохраняется при исчезновении электропитания микросхемы, так и на основе энергонезависимых ячеек Flash-памяти или перемычек antifuse (такие микросхемы производит фирма Actel и Lattice Semiconductor) — в этих случаях программа сохраняется при исчезновении электропитания. Если программа хранится в энергозависимой памяти, то при каждом включении питания микросхемы необходимо заново конфигурировать её при помощи начального загрузчика, который может быть встроен и в саму FPGA. Альтернативой ПЛИС FPGA являются более медленные цифровые процессоры обработки сигналов. FPGA применяются также, как ускорители универсальных процессоров в суперкомпьютерах (например: Cray — XD1, SGI — Проект RASC).
Прочие
Некоторые ведущие мировые производители ПЛИС
- Atmel
- Altera
- Lattice semiconductor
- Xilinx
- Actel
Основной производитель кристаллов для ПЛИС
- TSMC
См.
также- Программируемая аналоговая интегральная схема
- Периферийное сканирование
Примечания
Ссылки
- Видеоуроки проектирования на ПЛИС Xilinx
- описания ПЛИС известных фирм
- Несколько проектов
- В. Соловьев, А. Климович. Введение в проектирование комбинационных схем на ПЛИС
- ПЛИС FPGA
- Платформы. Технология ПЛИС и ее применение для создания нейрочипов
- Стешенко В. Б. Реализация на ПЛИС цифровых демодуляторов сигналов с частотной манипуляцией Кафедра СМ5 МГТУ им. Н. Э. Баумана
- В. Стешенко. Школа разработки аппаратуры цифровой обработки сигналов на ПЛИС
- Основные производители современных ПЛИС-компьютеров и комплектующих к ним
- Угрюмов Е. П. Глава 7. Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика, базовые матричные кристаллы / Цифровая схемотехника. Учеб. пособие для вузов. Изд.2, БХВ-Петербург, 2004. С. 357.
Что означает PLZ?
Аббревиатура » Термин
Термин » Аббревиатура
Слово в термине
#ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ НОВЫЙ
Сокр.
» Срок
Срок » Сокр.
Слово в термине
Фильтровать по: Выберите категорию из списка…──────────ВсеРазное (1)Обычный бизнес (1)Образовательные (2)Военные (1)Правительство США (1)Немецкий (1)Чат (2)Коды аэропортов (1)Валюты (1) Сортировать по: ПопулярностьВ алфавитном порядкеКатегория
| Term | Definition | Rating | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PLZ | Please Internet » Chat | Rate it: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PLZ | PostLeitZahl Международный » Немецкий | Оценить: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PLZ | Plaza Правительственный » Правительство США — и больше… | Rate it: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PLZ | Polish Zloty Regional » Currencies | Rate it: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PLZ | Pleeze Internet » Chat | Rate it: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PLZ | Порт-Элизабет, Южная Африка Региональные » Коды аэропортов | Оценить: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 PLZ 0003 Сообщество »Образование | Оценка ИТ: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PLZ | Зона защищенного обучения Сообщество».
подробнее » Знаете что такоеPLZ ? Есть еще одно хорошее объяснение для PLZ ? Не держите это в себе! Все еще не можете найти искомое определение аббревиатуры? Используйте нашу технологию Power Search , чтобы искать более уникальные определения в Интернете!ЦитатаИспользуйте приведенные ниже параметры цитирования, чтобы добавить эти сокращения в свою библиографию.Самый большой ресурс в Интернете дляАкронимы и сокращенияЧлен сети STANDS4Изображение или иллюстрацияПЛЗПожалуйста PLZ Кредит » Просмотреть Abbreviations.com#ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Бесплатно, регистрация не требуется:Добавить в ChromeПолучите мгновенное объяснение любой аббревиатуры или аббревиатуры, которая попадется вам в любом месте в Интернете! Бесплатно, без регистрации:Добавить в FirefoxПолучите мгновенное объяснение любой аббревиатуры или аббревиатуры, которая попадется вам в любом месте в Интернете! ВикторинаОкончательный тест аббревиатуры» ВставитьПоделитесь изображением PLZ»Нажмите, чтобы просмотреть: Что значит плиз? плз определение. Значение плз. OnlineSlangDictionary.com
Slang terms with the same meaning
сленговые термины с теми же корневыми словами
Среднее из 15 голосов: 25% (См.
Ваш голос: Нет (Чтобы проголосовать, нажмите на перчик. Голосуйте как вульгарно слово есть – не то, чтобы оно такое подлое.) JavaScript должен быть включен для голосования.
Вошедшие пользователи могут добавить себя на карту. Войдите, зарегистрируйтесь, войдите мгновенно с Facebook. Чтобы сделать ссылку на этот термин на веб-странице или в блоге, вставьте следующее. plz Чтобы сделать ссылку на этот термин в вики, такой как Википедия, вставьте следующее. [http://onlineslangdictionary. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Другие термины. 
самые вульгарные слова.)
