(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Программные средства foundation 1018 Глава 10. Память и микросхемы типа CPLD и FPGA Табл. 10.9. Микросхемы типа FPGA серии ХС4000 фирмы Xilinx
У параметра Максимальное число вентилей нет четкого опретеления. Согласно таблице каждый логический блок в ИС XC4002XL может выполнять функцию, реализуемую примерно 25 вентилями в дискретном исполнении. Микросхема ХС4003Е в этом отношении даже лучше: в ней каждый логический блок соответствует 30 вентилям. Так ли это? И еще: что такое вентиль ? Считать ли схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ или схему И-НЕ с большим числом входов одним вентилем? Вы можете решить это для себя позже, после того, как больше узнаете об архитектуре логического блока. Тогда же вы сможете решить, кем был составлен этот столбец, - разработчиками или людьми, занимающимися маркетингом. Последний столбец таблицы, скорее всего, написан специалистами по маркетингу, так как верхняя фаница каждого типичного диапазона для числа вентилей превышает максимальное значение в предыдущем столбце! На самом деле имеется приемлемое объяснение этого кажущегося противоречия. Данные этого столбца предполагают, что 20-30% логических блоков используется в качестве статических ОЗУ емкостью 32 бита каждое, а не в качестве логики. Для образования ячейки статического ОЗУ необходимо, как минимум, четыре вентиля, когда роль ячейки ОЗУ ифает D-защелка (см. схему на рис. XI.21), и поэтому можно считать, что каждый логический блок, используемый в качестве статического ОЗУ, эквивалентен 128 вентилям. Таким образом, величина в последнем столбце равна числу вентилей, реализующих логические функции, плюс число эквивалентных логических схем, на которых построены статические ОЗУ. 10.6.2. Перестраиваемый логический блок Так как ИС типа FPGA может содержать громадное число логических блоков, важно прежде всего разобраться в них! На рис. 10.44 показана внутренняя структура логического блока в микросхемах серии ХС4000. C1-C4- G3-j G(G1-G4: Gael- F4-F3-F2-F1- F(F1-F4) (CLK) D\NM2 H(F. G, Hi us SWHO contro Mil S/R controj-l D Q >CLK EN Tffi D Q >CLK EN Рис. 10.44. Перестраиваемый логический блок микросхем семейства ХС4000 Наиболее важными программируемыми элементами логического блока являются схемы F, G и Н, вырабатывающие значения логических функций. С помощью элементов F и G можно реализовать любую комбинационную логическую функцию четырех переменных, а элемент Н позволяет сформировать значение любой комбинационной логической функции трех переменных. Как работают схемы F, G и Н? Сколько вентилей вы затратили бы на построение универсальной логической схемы, реализующей функцию 4 переменных? Подумайте об этом, а мы возвратимся к этому позже. Как и при рассмотрении структуры ИС типа CPLD, трапециевидные символы на рис. 10.44 представляют собой профаммируемые мультиплексоры. Обратите внимание, что сигналы с выходов схем F и G, а также сигналы, поступающие на дополнительные входы логического блока можно подать через мультиплексоры М1-МЗ на входы схемы Н, поэтому можно реализовать логические функции с числом переменных больше четырех. Ниже приведен перечень функций, которые можно реализовать с помощью схем F, G и Н в одном логическом блоке: Любая функция с числом переменных не более четырех, плюс любая другая функция с числом переменных не более четырех, которые не связаны с переменными первой функции, плюс любая третья функция с числом независимых переменных не более трех. Любая одна функция пяти переменных (см. задачу 10.34). Любая функция четырех переменных, плюс некоторые другие функции шести переменных, не зависящих от переменных первой функции. Некоторые функции с числом переменных до девяти, включая проверку на четность и проверку равенства двух 4-разрядных двоичных слов; в последнем случае возможно последовательное включение схем проверки (см. задачи 10.35 и 10.36). При соответствующем программировании мультиплексоров М7-М8 и М12-М13 сигналы с выходов схем, вырабатывающих значения функций, могут быть выведены на выходы X и Улогического блока или запомнены в переключающихся по фронту D-триггерах FF1 и FF2. Триггеры могут срабатывать по нарастающему или по спадающему фронту общего тактового сигнала на входе К, в зависимости от выбора, сделанного с помощью мультиплексоров М9 и М14. С помощью мультиплексоров М10 и М15 в триггерах может быть также использован вход разрешения тактового сигнала ЕС. Сигнал ЕС и три других внутренних сигнала выбираются мультиплексорами МЗ-М6, изображенными в верхней части рис.10.44, из четырех различных сигналов, поступающих на входы С1 -С4. На выходы XQ hYQ выводятся сигналы с выходов триггеров данного логического блока. Если в каком-то логическом блоке триггеры не используются, то с помощью мультиплексоров М11 или М16 осуществляется сквозное прохождение на выходы XQ или YQ входных сигналов, выбранных мультиплексорами М4 и Мб. При программировании блока узлы, названные S/R control , задают начальное состояние каждого триггера: 1 или 0. Этими узлами устанавливается также, на какой сигнал реагируют триггеры: на общий сигнал установки/сброса (не показанный на рисунке) или на сигнал SR данного логического блока, выбираемый мультиплексором М5. Ничего себе, как много возможностей для профаммирования! Естественно, что задание сфуктуры логического блока в микросхемах серии ХС4000 - независимо от того, сколько логических блоков они содержат: 3136 или только 64, - не выполняется вручную. Производитель обеспечивает пользователя профаммой компоновки, которая распределяет, конфигурирует и соединяет логические блоки так, чтобы схема соответствовала описанию проекта на более высоком уровне, то есть описанию на языках ABEL, VHDL или Veriiog, либо в виде принципиальной схемы. Давайте вернемся к нашему вопросу: как посфОить универсальную схему, реализующую логические функции 4 переменных? Если вы решаете эту задачу на уровне вентилей, то она оказывается очень сложной, но если посмофеть на нее с другой точки зрения, то ее решение значительно облегчается. Любая функция 4 переменных может быть описана таблицей истинности, состоящей из 16 сфок. Предположим, что мы храним таблицу истинности в 1-разрядной памяти на 16 слов. Подавая на адресные входы памяти четыре входных бита, мы получаем на выходе значение функции для этой комбинации значений переменных. Именно такой подход был принят разработчиками ИС типа FPGA в фирме Xilinx. Схемы F и G, вырабатывающие значения логических функций, фактически являются всего лишь очень компактными и быстрыми статическими ОЗУ ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |