Оглавление
Введение

Плис фирмы Xilinx

Плис фирмы Altera

Плис фирмы Actel

Приложение А

Приложение B

ВВЕДЕНИЕ

CPLD (англ. complex programmable logic device — сложные программируемые логические устройства) содержат относительно крупные программируемые логические блоки — макроячейки (англ. macrocells), 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 (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).

В России микросхемы обоих типов принято называть ПЛИС — Программируемая Логическая Интегральная Схема. Основные отличия производителей устройств ПЛИС друг от друга заключается в архитектуре построения внутренних программируемых комбинационных схем, способом загрузки программирования ПЛИС, емкостью логических элементов, числом эквивалентных вентилей, технологии изготовления кристаллов, различные типы корпусов ПЛИС и т. д.

ПЛИС ФИРМЫ XILINX
Основные микросхемы ПЛИС из разряда FPGA фирмы - Spartan и Virtex (6 — последнее поколение). В таблице 1 приведены некоторые сравнительные характеристики этих ПЛИС.

Таблица 1

Свойство Virtex-6 Virtex5 Spartan-6 Ext Spartan-3A
Вентелей до 760 000 до 330 000 до 150 000 до 53 000
Пользовательские I/O до 1200 до 1200 до 576 до 519
Стандартные I/O больше 40 больше 40 больше 40 больше 20
Технология синхронизации PLL DCM+PLL DCM+PLL DCM
Встроенная RAM до 38 Mbits до 18 Mbits до 4.8 Mbits до 1.8 Mbits
PCI Express® Technology Gen 1, x8, hard; Gen 2, x8, hard Gen 1, x8, hard; Gen 2, x8, hard Gen 1, x1, hard нет
MicroBlaze™ Soft Processor да да да да
Multi-Gigabit High Speed Serial 6.5 Gbps, beyond 11 Gbps 3.75 Gbps, 6.5 Gbps 3.125 Gbps Нет

Xilinx производит микросхемы ПЛИС семейства FPGA:

микросхемы фирмы Xilinx
  • Spartan-6;
  • Extended Spartan-3A;
  • Spartan-3A DSP;
  • Spartan-3AN;
  • Spartan-3A;
  • Spartan-3E;
  • Spartan-3;
  • Virtex-6;
  • Virtex-5;
  • Virtex-5Q;
  • Virtex-5QV;
  • Virtex-4;
  • Virtex-4Q;
  • Virtex-4QV;
  • Virtex-II Pro;
  • Virtex-II;
  • Virtex-E EM;
  • Virtex-E;
  • Virtex;

Xilinx также выпускает микросхемы ПЛИС семейства CPLD:

  • CoolRunner-II;
  • CoolRunner XPLA3;
  • XC9500;
  • XC9500XL;
  • XC9500XV.

Выбрать нужную для вашего проекта микросхему ПЛИС Вам помогут таблицы, которые можно скачать здесь — выбор ПЛИС ф. Xilinx. Среда разработки — ISE. Простое устройство программирования и конфигурирования микросхем можно сделать самому по схеме, указанной в приложении В.

ПЛИС ФИРМЫ ALTERA

Не менее популярны в нашей стране микросхемы ПЛИС фирмы. Как и их основной конкурент — Xilinx, Altera производит как FPGA, так и CPLD. К микросхемам FPGA фирмы Altera относятся такие семейства микросхем ПЛИС:

микросхемы фирмы Altera
  • Stratix V (E, GX, GS, GT);
  • Stratix IV (E, GX, GT);
  • Stratix III (L and E);
  • Stratix II (and GX);
  • Stratix (and GX);
  • Arria V (GX and GT);
  • Arria II (GX and GZ);
  • Arria GX;
  • Cyclone V (E, GX, GT);
  • Cyclone IV (E and GX);
  • Cyclone III (and LS);
  • Cyclone II;
  • Cyclone.

К микросхемам CPLD фирмы Altera относятся слидующие микросхемы ПЛИС:

  • MAX V;
  • MAX II (and G, Z);
  • MAX 3000A.

Выбрать нужную для вашего проекта микросхему ПЛИС Вам помогут таблицы, которые можно скачать здесь — выбор ПЛИС ф. Altera.. Среда разработки — Quartus I. I. Простое устройство программирования и конфигурирования микросхем можно сделать самому по схеме, указанной в приложении A.

ПЛИС ФИРМЫ MICROSEMI (в прошлом ACTEL)

Микросхемы этой фирмы, позже остальных пришли на наш рынок. Тут большую роль сыграл запрет правительства США. Отличаются надежностью работы в специальных условиях (в т. ч. в космосе). Прожигаемые ПЛИС готовы к работе сразу при включении питания, т. е. не требуется время на загрузку конфигурации. Но для таких микросхем ПЛИС нужны специальные программаторы и кроме того, если прожиг пройдет неудачно, микросхему нужно выкидывать, уже ничего не исправишь. Также производит ПЛИС с загрузкой из flash.

Выбрать нужную для вашего проекта микросхему ПЛИС Вам помогут таблицы, которые можно скачать здесь — выбор ПЛИС ф. MICROSEMI. Среда разработки — Libero IDE. Простое устройство прожига микросхем не предусмотрено, нужен программатор.

ПРИЛОЖЕНИЕ А
В данном приложении приведена принципиальная схема устройства конфигурирования фирмы Altera — Byte Blaster M. V.
Принципиальная схема устройства конфигурирования фирмы Altera - Byte Blaster MV
ПРИЛОЖЕНИЕ B
В данном приложении приведена принципиальная схема устройства конфигурирования фирмы Xilinx
Принципиальная схема устройства конфигурирования фирмы Xilinx
E-mailmail@allhdl.ru
© allhdl.ru, 2007 - 2015