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 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 [ 336 ] 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359

1018 Глава 10. Память и микросхемы типа CPLD и FPGA Табл. 10.9. Микросхемы типа FPGA серии ХС4000 фирмы Xilinx

Макс.

число

Размер

Число

доступ-

Макс, число

Масс

Типичное

матрицы

логи-

Число

битоваОЗУ

число

число венти-

Название

логичес-

ческих

входов/

триг-

(без

веитилей

i лей (в логике и

микросхемы

ких блоков

блоков

выходов

геров

логики)

(без ОЗУ)

в ОЗУ)

XC-;002XL

isxS

2 048

1 600

1 000-3 ООО

XC4(X)3h

iOxiO

3 2(К)

3000

2 ООО 5 ООО

ХГ40()5!-Л1,

!4х!4

6 272

5000

? ООО 9 ООО

ХС4006Е

16 X 16

8 192

6 0(К)

4 Ю-12 ООО

ХС4(К>8Ь

18x18

И) 368

8 ООО

7 000-15 000

XC40!0RXL

20x20

1 120

!2 8СЮ

10000

7 ООО 20 ООО

2U21

! 536

1S43>

13 000

10ШО-30 im

XC4020E/XL

2S\28

2016

25 088

20 (КХ)

13 000-40 000

-!2х12

1 024

2 5Ы)

32 768

2 ООО

15 000 45 000

XC40?8FX/XL

32x32

1 024

2 560

32 768

28 000

!8(KKM0 00fi

ХС4036КХ/Х1

36x36

i 2%

3 168

41 472

36 ООО

22 ООО bS ООО

ХГ4044Х1

40x40

1 600

3 840

51 200

44 аю

27 ООО 80 Ш)

ХС4032Х1

44x44

19J6

4 576

61 952

52 000

33(КЮ-!ОООСЮ

XC4062XL

48> 48

2 304

5 376

- 3 728

62 Ш)

40 0{К)-130 00и

XC4085XL

56x56

3 !3б

100 352

85 ОСК)

55 ООО-180 000

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



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 [ 336 ] 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359



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
.