Структурылогическихблоковfpga. — КиберПедия 

Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Структурылогическихблоковfpga.

2017-12-09 178
Структурылогическихблоковfpga. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

ВнаиболеетипичномвариантеFPGAпредставляетсобоюмикросхемувысокогоуровняинтеграции,содержащуювовнутреннейобластиматрицуидентичныхфункциональныхблоковисистемуихмежсоединений,размещеннуюмеждустрокамиистолбцамиматрицы,авпериферийнойобласти—блокиввода/вывода(рис.1 ).

Рис.1.ОбобщеннаяструктураFPGA

ВкачествеКЛБ(далеедлякраткостипростоЛБ—логическиеблоки)используются:

· транзисторныепары,простыелогическиевентилиИ-НЕ,ИЛИ-НЕит.п.ТакиеЛБназываютSLC—SimpleLogicCells;

· логическиемодулинаосновемультиплексоров;

· логическиемодулинаосновепрограммируемыхПЗУ,такиеЛБназываютLUTs—Look-UpTables.

ВажнойхарактеристикойЛБявляетсяих"зернистость"(Granularity).Другойважнойхарактеристикойсчитается"функциональность"(Functionality).Первоесвойствосвязаностем,насколько"мелкими"будуттечасти,изкоторыхможно"собирать"нужныесхемы,второе—стем,наскольковеликилогическиевозможностиЛБ.ПримеромнаиболеемелкозернистогоможетслужитьЛБфирмыCrosspointSolutions(рис.2,а).Блоксодержитцепочкитранзисторовср-иn-каналами(нарисункеиспользованыамериканскиеобозначениятранзисторов,болеепростые,чемотечественные).ЛБ—параизтранзисторовразноготипапроводимости(выделенныйпрямоугольник).Междуцепочкамитранзисторовимеютсятрассировочныеканалы,вкоторыхмогутбытьреализованынеобходимыемежсоединенияэлементов.

Нарис.2,бпоказанпримермежсоединений,дающихреализациюфункции -Парытранзистороввпрямоугольникахизштриховыхлинийимеюттакиепостоянныенапряженияназатворах,чтооказываютсязапертыми.Этипарыразделяютцепочкиначасти,изолированныедруготдруга.Втрехсекцияхсобранысхемытипарис.2,в,т.е.ячейкиИ-НЕобычногодлясхемотехникиКМОПтипа.Этиячейкисоединенымеждусобоюкакпоказанонарис.2,г,чтоиприводиткнужномурезультату.МелкозернистостьЛБведеткбольшейгибкостиихиспользования,возможностямреализоватьвоспроизводимыефункцииразнымиспособами,получаяразныевариантывкоординатах"площадькристалла—быстродействие".ВтожевремямелкозернистостьЛБусложняетсистемумежсоединенийFPGAвсвязисбольшимчисломпрограммируемыхточексвязи.

Рис.2.Схемамелкозернистыхлогическихблоков(а).Реализациямежсоединенийдлявоспроизведенияфункции(б)ипояснениякэтойреализации(в,г)

Крупнозернистыеблоки,вчастности,характерныдлясемействFPGAфирмыXilinx.АрхитектурнаяосноваэтихблоковбылазаложенаприсозданиисемействаХС4000,КЛБкоторогосодержиттри.табличныхфункциональныхпреобразователя,дватриггераи16программируемыхмультиплексоров.ВпоследующихFPGAвысокойсложности(семействахVirtex)логическиеблокибылинесколькоупрощены.ТакиеобновленныеКЛБбылизатемиспользованывмикросхемахсемействаSpartan,современногосемействаFPGAсреднейсложности.ЛогическийблокмикросхемсемействаSpartanвнесколькоупрощенномвидепоказаннарис.3.

ПосвоейструктуремикросхемыSpartanпродолжаютлиниюразвитияклассическихFPGA,популярнымпредставителемкоторойявляетсясемействоХС4000тойжефирмы.ВфункциональныхблокахэтихмикросхемлогическиепреобразованиявыполняютсятремяLUT-блоками(функциональнымипреобразователямиФП)G,FиН.ПреобразователиGиF—программируемыезапоминающиеустройства(ЗУ)сорганизацией16x1,способныевоспроизводитьлюбыефункциичетырехпеременных,значениякоторыхмогутбытьпереданынавыходыYиXчерезмультиплексоры4и6присоответствующемихпрограммировании(черезлинииверхнихвходовмультиплексоров).

Рис.3.ПримерсхемыфункциональногоблокаFPGA

Черезверхнийвходмультиплексора1инижнийвходмультиплексора2функцииGиFмогутбытьподанынаФП-Н(ЗУсорганизацией8x1)дляобразования"функцииотфункций"сцельюполучениярезультирующейфункции,зависящейотболеечемчетырехаргументов.КтретьемувходуФП-НподключенвходнойсигналHI,такчтоН=/(G,F,HI).АргументамидляФП-Н,поступающимиотмультиплексоров1и2,взависимостиотихпрограммированияможетбытьнетольконаборG,F,HI,нотакженаборыG,HI,DIN;SR,HI,DIN;SR,HI,F.ЛинииDINиSRиспользуютсялибодляпередачивтриггернепосредственновходныхданныхисигналаустановки/сброса(Set/Reset),либокаквходыФП-Н.

ПеречисленныересурсылогическойчастиФБпозволяютвоспроизводить:-любуюфункциюсчисломаргументовдо4включительноплюсвторуютакуюжефункциюплюслюбуюфункциюсчисломаргументовдотрех;-любуюфункцию5аргументов(одну);-любуюфункцию4аргументовиодновременнонекоторыефункции6аргументов,некоторыефункциисчисломаргументовдо9.

СигналыHI,DIN,SR,ЕСявляютсядляФБвходными,ониподаютсянаеговнутренниесхемычерезгруппуизчетырехмультиплексоровMUX"4—1"(нарисункенепоказаны),ккоторымподключены4линиивнешнейшиныуправленияС1...С4.ЭтопозволяетраспределятьсигналыHI,DIN,SRиЕСполиниямС1...С4влюбомжелаемомварианте.

Мультиплексоры3...6направляюттеилииныесигналыданныхуправлениянатриггеры1и2.Триггерымогутиспользоватьсядляфиксацииихранениявыходныхсигналовфункциональныхпреобразователейилижеработатьнезависимоотних.ВходнойсигналФБDINможетбытьпрямымвходомдлялюбоготриггера.СигналHIтожеможнопередаватьлюбомутриггеру,ночерезФПН,чтовноситвцепьегопередачинекоторуюзадержку.

ОбатриггераимеютобщиевходыСКтактированияотсигналаК,разрешениятактированияЕСиустановки/сбросаSR.Внутренниепрограммируемыецепивсхеметриггера(нарис.1.11непоказаны)позволяютиндивидуальнопрограммироватьполярностьтактирующегосигналаСК.СигналЕСсинхронизированссигналомСК,сигналSRасинхронныйидлякаждоготриггерасиспользованиемвнутреннихцепейтриггерапрограммируетсякаксигналустановкиилисброса.Этотсигналопределяетсостояние,вкоторомокажетсятриггерпослепроцессаконфигурациимикросхемы.КонфигурацияопределяетихарактервоздействиянатриггерыимпульсовGSR(GlobalSR)иSRприработесхемы.


Поделиться с друзьями:

История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьше­ния длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.013 с.