Разработка для ПЛИС

Разработка электронных устройств на ПЛИС

Программируемая логическая интегральная схема представляет собой электронный модуль при создании цифровых интегральных схем. Логика работы ПЛИС задается инженером-программистом посредством проектирования логики работы, либо другими словами программирования.

Для программирования разработчик использует программаторы и отладочные среды, данные инструменты позволяют создать требуемую структуру разрабатываемого цифрового прибора, устройства в виде принципиальной электрической схемы или программного обеспечения на соответствующих языках описания аппаратуры: VHDL, Verilog, Veri и др.

Разработка на ПЛИС позволяет решать множество задач потоковой и параллельной обработки сигналов, данных в конструировании различных цифровых устройств, аппаратно-программных комплексов обширного функционала и различных возможностей.

Примером таких устройств могут служить устройства с большим количеством портов ввода-вывода. Приборы цифровой обработки сигналов, цифровые оптические приборы, цифровые аудио устройства, устройства высокоскоростной передачи данных, криптографические устройства, аппаратно-программные решения для систем защиты информации, другие.

Инженеры компании АКСОНИМ используют системы на программируемом кристалле (SoC) в разработке встроенных электронных решений, позволяющие адаптировать разрабатываемое устройство под конкретные задачи и включить вычислительное ядро в ПЛИС.

Применение ПЛИС позволяет: обеспечить больше свободного места на печатной плате, при необходимости уменьшить печатную плату в размерах, упростить разработку печатной платы, оптимизировать потоки данных.

При разработке цифровых устройств на ПЛИС чаще всего наши инженеры применяют FPGA (field-programmable gate array) - программируемую пользователем вентильную матрицу. Это полупроводниковое устройство которое состоит из конфигурируемых логических блоков похожих на переключатели с множеством входов и одним выходом, т.е. так называемые логические вентили.

FPGA часто используются при обработке сигналов, обеспечивают большее число логических элементов, более гибкую архитектуру. Программное обеспечение для FPGA хранится в распределенной памяти и выполняется на основе энергозависимых ячеек статического ОЗУ.

В случаях, когда программное обеспечение хранится в энергозависимой памяти, при каждом включении питания микросхемы необходимо заново конфигурировать ее посредством загрузчика, который может быть встроен непосредственно в FPGA. FPGA являются одними из самых быстрых цифровых процессоров обработки сигналов. FPGA применяются также, как ускорители универсальных процессоров в суперкомпьютерах.

Альтернативными решениями разработке устройств на ПЛИС могут быть: программируемый логический контроллер (ПЛК), базовый матричный кристалл (БМК), ASIC — специализированная большая интегральная схема (БИС), специализированный компьютер, процессор, микроконтроллер, которые работают существенно медленнее в сравнении с ПЛИС.