Pe măsură ce s-au dezvoltat microcircuite digitale, a apărut o contradicție între gradul de integrare posibil și nomenclatorul microcircuitelor produse. A fost justificată din punct de vedere economic să se producă chips-uri de integrare la mijloc, cum ar fi registrele. contoare. sumatoare. S-au creat mai multe scheme complexe din aceste noduri. Adăugați un circuit mai complex pe un cip semiconductor a fost nici o problema, dar a fost justificată de o foarte mare dispozitive de serie, sau prețul echipamentului (militar, aviație sau spațiu). Microcircuitele personalizate nu au putut îndeplini necesitatea miniaturizării echipamentelor. Soluția ar putea fi una singură - pentru a oferi dezvoltatorilor de hardware posibilitatea de a schimba structura internă a cipului (la program).
Istoricul dezvoltării circuitelor integrate logice programabile (FPGA) începe cu apariția de memorii programabile pentru citire. La început, ROM-urile programabile au fost folosite exclusiv pentru stocarea datelor, dar în curând au fost folosite pentru a implementa dispozitive combinaționale digitale cu o tabelă de adevăr arbitrară. Ca dezavantaj al acestei soluții, trebuie remarcat creșterea exponențială a complexității dispozitivului, în funcție de numărul de intrări. Adăugarea unei intrări suplimentare a dispozitivului digital duce la dublarea numărului necesar de memorii ROM. Acest lucru nu permite implementarea circuitelor digitale combinaționale cu intrări multiple.
Pentru implementarea dispozitivelor digitale combinaționale cu un număr mare de intrări, au fost dezvoltate matrice logice programabile (PLM). În literatura străină, ei au primit numele - Arhitecturi logice programabile (PLA). Sunt matrice logice programabile care pot fi considerate ca fiind primele circuite integrate logice programabile (PLD-uri programabile). PLM-urile sunt utilizate pe scară largă ca primele circuite integrate universale.
Clasificarea FPGA
În prezent, circuitele integrate logice programabile evoluează în mai multe direcții, astfel încât a existat nevoia de a face distincția între aceste cipuri. Clasificarea circuitelor integrate logice programabile (FPGA) este prezentată în Figura 1.
Figura 1. Clasificarea circuitelor integrate logice programabile (FPGA)
Trebuie remarcat faptul că matricele logice programabile (PLM) implementează principii bine-cunoscute de creare a unei scheme de combinații digitale pe tabelul de adevăr (CDNF). Utilizarea dispozitivelor permanente de memorie (ROM) ca circuit combinat ne permite să facem fără să compunem funcția combinată și să o minimizăm. Domeniile de aplicare ale acestor microcircuite au fost determinate imediat. ROM-urile au fost folosite pentru a crea circuite combinaționale cu un număr mic de intrări. Odată cu creșterea numărului de intrări, complexitatea dispozitivului intern ROM și prețul acestuia au crescut brusc (în conformitate cu legea patratică). PLA a făcut posibilă implementarea tabelelor de adevăr cu un număr relativ mic de semnale de ieșire unice și un număr mare de semnale de intrare sau funcții logice bine reduse.
Inițial, dispozitivele digitale cu memorie au fost implementate fie pe mai multe PLA, fie au fost adăugate declanșatoare externe. apoi a început să le includă în compoziția dispozitivelor logice programabile. Odată cu creșterea gradului de integrare a microcircuitelor, a devenit necesară combinarea microcircuitelor complexe rezultate pe un singur cip. Ca rezultat, au apărut dispozitive logice complexe programabile (CPLD). Ei au posibilitatea de a programa nu numai masa de adevăr a dispozitivului de combinare, ci și liniile care leagă intrările și ieșirile PLD între ele. Astfel, CPLD poate fi considerată o dezvoltare ulterioară a PLA și PLD.
În același mod, dispozitivele digitale dezvoltate pe ROM. În primul rând, ei au adăugat o declanșare a rezultatelor lor. În mod natural, a oferit posibilitatea de a opri, dacă este necesar. Apoi, un număr de aceste circuite plasate pe un singur cip și a oferit posibilitatea de a programa compus între intrare și o ieșire. Astfel de dispozitive se numesc FPGA.
Împreună cu articolul "Circuite integrate logice programabile (FPGA)" citiți:
Trimiteți-le prietenilor: