Файл: Вводый курс цифровой электроники (К.Фрике, 2003).pdf

Глава 14Программируемые логические блоки

•Уменьшаются затраты на разводку на печатной плате. При определенных обстоятельствах могут быть использованы бо­ лее дешевые печатные платы.

•Скопировать ASIC сложно, поскольку ее функции снаружи про­ сматриваются с трудом. Вследствие этого достижения, полу­ ченные при разработке, легче уберечь от конкурентов.

ASIC тестируются легче, чем схемы из большого числа стан­ дартных компонентов, если соответствуюш;ие возможности тести­ рования были учтены при разработке.

Таблица 14.2. Сравнение стандартных компонентов и различных типов ASIC.

14.2. Программируемые логические ИС (PLD)

Программируемые логические ИС (PLD) являются по своей сути стандартными схемными элементами, конфигурацию которых за­ казчики могут изменять в своих целях. Их электрические характе­ ристики хорошо известны, поэтому можно получить очень досто­ верные модели для моделирования. Программируемые логические

14-2. Программируемые логические ИС (PLD)

ИС могут быть разработаны достаточно надежно на основании мо­ делирования. Стоимость одного образца, отнесенная к количеству вентилей, может оказаться очень малой, так как PLD могут быть изготовлены с высокой степенью интеграции. При этом с помощью небольшого ресурса проектирования можно добиться высокой сте­ пени использования вентилей. Поэтому PLD хорошо подходят J\A^ вариантов применения, когда требуется малое число образцов. В чи­ сло их преимуществ входит и то, что они могут быть скорректиро­ ваны за короткий срок.

К преимуществам программируемых логических ИС относится также то, что они тестируются изготовителем. Пользователю при­ ходится проверять только топологию.

Ниже программируемые логические ИС обозначаются обпщм тер­ мином «programmable logic devices» (PLD).

Благодаря возможности конфигурации логики пользователем в PLD объединяются преимущества стандартных схемных узлов, ха­ рактеристики которых оптимально согласованны с потребностями заказчиков.

14.2.1. ТипыРЮ

Эти типы различаются по способу программирования:

•Пережигаемые перемычки (fuse link), электрические пережи­ гаемые соединения.

•Без пережигаемых перемычек (anti fuse), электрически фор­ мируемые соединения.

•1-битовые RAM-ячейки; триггеры.

•EPROM-ячейки: долговременное хранение заряда, информа­ ция может стираться при воздействии ультра фиолетового об­ лучения.

•ЕЕРКОМ-ячейки: долговременное хранение заряда, информа­ ция может стираться электрическим путем.

В PLD используются программируемые И- и ИЛИ-матрицы. В за­ висимости от структуры можно выделить следующие PLD:

U.S. ROM, EPROM, EEPROM 325

значения обеих функций. При этом еще возможно выполнение ло­ гической операции. Таким образом ROM, используемая как логиче­ ская схема, универсальна. Но оно может оказаться не эффективным, если функция имеет очень мало нулей в таблице истинности.

Применение ROM предпочтительно в следующих случаях:

Когда функция задана таблицей истинности. Тогда функция может быть без дальнейшей обработки введена в ЗУ.

Когда функция нуждается в большом количестве термов ло­ гического произведения (булевых логических термов).

Когда очевидно, что схема должна часто изменяться.

Когда в таблице истинности имеется большое число единиц.

ROM можно представить себе как логическую схему, в состав кото­ рой входят: фиксированная И-матрица, осуществляющая адресное декодирование, и программируемая масками ИЛИ-матрица (рис. 14.3).

ИЛИ-матрица (программируемая)

Рис. 14.3. Представление ROM с емкостью 8 x 4 (32 бит) с И- и ИЛИматрицами.