Файл: Бакшеева Ю. В. должность, уч степень, звание подпись, дата инициалы, фамилия контрольная работа по дисциплине (Программируемые логические интегральные схемы).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 22
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО И ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
| КАФЕДРА (22) |
ОЦЕНКА
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
| канд. техн. наук, доцент | | | | Бакшеева Ю. В. |
| должность, уч. степень, звание | | подпись, дата | | инициалы, фамилия |
| КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА |
| |
| по дисциплине: (Программируемые логические интегральные схемы) |
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
| СТУДЕНТ ГР. № | | | | | . |
| | номер группы | | подпись, дата | | инициалы, фамилия |
| Студенческий билет № | | | | | |
| Шифр ИНДО | 11.03.01 |
Санкт-Петербург 2023
Микросхема Atmel ATF22V10B — это программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) фирмы Atmel. Это устройство представляет собой 24-выводную микросхему, которая может быть конфигурирована для выполнения различных функций.
Архитектура представляет собой одноранговую матрицу из 22 тысяч логических ячеек. Каждая ячейка может выполнять такие функции, как логические операции, арифметические операции и другие функции. Все ячейки также оснащены мультиплексорами и прерывателями, что позволяет более гибко настраивать логику ПЛИС на определенные требования проекта или приложения.
Atmel ATF22V10B также имеет четыре глобальных маршрута (Global Routing) для более эффективного маршрутизации сигналов между логическими ячейками. Все маршруты, включая глобальные, программируемы, что позволяет разработчикам настраивать архитектуру ПЛИС для конкретных приложений.
Существует возможность выбора различных режимов логического функционирования, например, "сложение", "логическое И" или "нулевой вывод", что обеспечивает доступ к мощным функциям программирования ПЛИС.
За счет высокой гибкости и возможности программирования, ATF22V10B может быть использован для широкого спектра приложений, таких как сигнальная обработка, сетевой контроль, управление производством, цифровая обработка сигналов и многое другое.
Максимальное быстродействие микросхемы ATF22V10B составляет 10 МГц. Однако, скорость работы ПЛИС определяется не только скоростью тактирования, но и количеством логических элементов, используемых в дизайне. ATF22V10B содержит 10 программируемых макроклеток, что позволяет разрабатывать небольшие и средние по сложности логические устройства. Кроме того, разработчик может настроить логические элементы для задержки сигналов, что повышает гибкость и устойчивость цепей управления.
Основные функциональные особенности микросхемы ATF22V10B включают:
-
22 программируемых входов/выходов (PIO) -
10 программируемых макроклеток (MC) -
8 выводов для питания и заземления -
Поддержка двух способов программирования: векторного и программного через встроенную схему JTAG (Joint Test Action Group) -
Возможность подключения до 8 микросхем ATF22V10B для расширения количества входов/выходов и макроклеток -
Встроенные каскадные сумматоры и переключатели для облегчения соединения макроклеток -
Встроенный переносчик при переполнении сумматоров -
Наличие регистров задержки для задержки сигналов времени -
Технологическое исполнение CMOS, обеспечивающее низкое энергопотребление -
Работа микросхемы при широком температурном диапазоне: от –40°C до +85°C.
Микросхема ATF22V10B производится в корпусах четырех видов:
DIP (Dual In-line Package) с 24 ножками. Корпус DIP (Dual In-line Package) является классическим типом корпуса для микросхем в электронике. Он представляет собой блок из пластмассы с ножками из металла, выходящими с двух сторон корпуса. Ножки данных микросхем имеют стандартное расстояние между ними, которое составляет 0.1 дюйма (2.54 мм), что упрощает их установку на печатные платы и подключение к другим компонентам.
Корпус DIP также имеет сужающуюся форму, что помогает в извлечении микросхемы при ее замене или других манипуляциях. Корпусы DIP подразделяются на несколько типов, в зависимости от количества пинов у микросхемы. Например, типичный корпус для микросхем с 24 выводами имеет размер 15.24 мм х 7.62 мм и два ряда по 12 ножек, расположенных на расстоянии 2.54 мм друг от друга.
Корпус DIP является одним из самых распространенных типов корпусов для микросхем, однако в современных технологиях он все чаще заменяется на более компактные и функциональные корпуса, такие как QFN, QFP, BGA, CSP и др.
TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package) является типом корпуса для электронных компонентов, представляющий собой уменьшенную версию SOIC корпуса. Корпус TSSOP разработан таким образом, чтобы занять меньше места, в то же время обеспечивая те же функциональности, что и корпус SOIC.
Корпус TSSOP имеет два ряда выводов, которые установлены на шаге 0,5 мм или 0,65 мм друг от друга и образуют угол в 45 градусов. Как правило, число ножек в корпусе TSSOP может варьироваться от 8 до 64. Кроме того, такой корпус может быть двух типов: с плоскими выводами около самого корпуса (TSSOP) или с подковообразными выводами (TSSOP-EP).
Корпус TSSOP широко используется в современных промышленных устройствах, так как он обеспечивает компактный размер и низкое энергопотребление, позволяя создавать электронику более высокой производительности и меньшего размера. Он нашел применение в цифровой и аналоговой электронике, сенсорике, микроконтроллерах и других устройствах.
LCC (Leadless Chip Carrier) и PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) являются типами корпусов для электронных компонентов. Они оба представляют собой пластиковый корпус, в котором размещается интегральная микросхема или другой компонент.
Корпус LCC представляет собой монолитный корпус с контактными площадками, расположенными на его боковых гранях. Количество плоскостей контактных площадок может варьироваться. Этот корпус обычно используется для микросхем с малым количеством выводов.
Корпус PLCC, в свою очередь, имеет контактные ножки, которые выходят из боковых граней и сгибаются над корпусом на углу 90 градусов. Это позволяет легко паять и выпаивать компоненты из печатных плат. Кроме того, корпус PLCC имеет металлический экран, который обеспечивает заземление микросхемы для снижения электромагнитных помех. Количество выводов в корпусе PLCC может варьироваться от 20 до 84.
Корпусы LCC и PLCC широко используются в производстве устройств, таких как компьютеры, мобильные телефоны, промышленные контроллеры и многое другое. Однако, они все реже встречаются в современных электронных устройствах из-за более компактных и функциональных корпусов, таких как BGA, QFN, QFP, CSP и другие.
На ножках микросхемы ATF22V10B имеются маркировки, которые указывают на соответствующую функцию каждой ножки. Кроме того, некоторые ножки могут быть использованы для программирования микросхемы при помощи внешних сигналов.
Конфигурация контактов (pin)
| Наименование контактов (pin) | Назначение |
| CLK | Clock |
| IN | Logic Inputs |
| I/O | Bidirectional Buffers |
| * | Internal Connection |
| VCC | +5V Supply |
CLK (Clock) сигнал синхронизации или тактовый импульс, который используется в электронике для синхронизации различных цифровых устройств и компонентов.
Сигнал CLK генерируется частотным генератором и имеет определенный период и частоту. Он используется для управления работы микропроцессоров, микросхем памяти, цифровых схем, а также для синхронизации передачи данных между устройствами.
CLK передается через специальные провода или пины, и его форма и электрические характеристики могут различаться для разных типов компонентов. В некоторых системах CLK может также использоваться для определения времени работы и задержки сигналов.
Важно отметить, что правильная работа системы настоятельно зависит от точности и стабильности сигнала CLK. Поэтому частота CLK очень важна для многих задач в электронике, таких как работы с частотой дискретизации в звуковых системах, с точностью синхронизации в системах связи и с другими быстродействующими устройствами.
IN (Logic Inputs) логические входы, которые принимают цифровые сигналы на входе цифровых устройств и компонентов. Логические входы часто обозначаются как IN или INx, где x обозначает номер входа.
Логические входы принимают двоичные сигналы с уровнями "0" и "1". Уровень "0" обозначает логическое значение "ложь", а уровень "1" обозначает логическое значение "истина". При этом логические входы могут быть активными (active high) или пассивными (active low), т.е. принимать "истину" при уровне "1" или "0" соответственно.
Логические входы обычно подключаются к другим цифровым устройствам или компонентам, таким как микропроцессоры, логические вентили, счетчики, линейные регистры и т.д. Входные цифровые сигналы могут использоваться для управления внутренними операциями устройства, передачи данных или управления внешними периферийными устройствами.
Очень важно, чтобы логические входы были правильно подключены и настроены на работу в определенном режиме. Неправильное подключение или настройка логических входов может привести к неверному функционированию устройства или его поломке.
I/O (Input/Output) Bidirectional Buffers электронные компоненты, которые используются для управления двунаправленной передачей данных между различными устройствами.
Эти буферы имеют входные и выходные пины (IN и OUT) и способны работать как в режиме ввода, так и в режиме вывода данных. Они могут управлять буферизацией (buffering) входных и выходных сигналов, предотвращая их ошибочное взаимодействие и обеспечивая правильный синхронизм при передаче данных между устройствами.
I/O Bidirectional Buffers часто используются в цифровых интерфейсах, таких как I²C и SPI, для управления передачей данных между микроконтроллерами, датчиками, актуаторами и другими электронными компонентами.
Важно отметить, что правильная работа I/O Bidirectional Buffers зависит от правильной конфигурации входных и выходных сигналов и подключений цепей управления. Неправильное использование может привести к электромагнитным помехам, потере данных и другим функциональным ошибкам.
"No Internal Connection" (нет внутреннего соединения) — это термин, который указывает на то, что определенный вывод (пин) на электронном компоненте не имеет соединения с внутренними элементами этого компонента.
VCC +5V Supply (источник питания VCC +5 В) — общий источник питания, который часто используется в цифровых электронных устройствах.
Технологическое исполнение ATF22V10B основано на непрерывной архитектуре с программной логикой, изменяемой пользователем. Это означает, что программирование устройства выполняется после его изготовления, чтобы задать необходимую функциональность для решения конкретной задачи.