ПЛИС.
С чем ассоциируется цифровая электроника? В первую очередь с логическими элементами И, ИЛИ, НЕ. Далее в память приходят сдвиговые регистры, дешифраторы, мультиплексоры и прочее. Однако, по мере роста сложности электронных устройств и тенденции к миниатюризации, создание приборов на базе интегральных микросхем (ИМС) из вышеперечисленных компонентов затруднилось, заказные ИМС нужной топологии и схемотехники оправдывали себя только при крупном тиражировании устройства, в остальных случаях - это было неоправданно дорого.
Выходом из сложившейся ситуации стало развитие программируемых интегральных логических схем (сокращенно - ПЛИС, зарубежная аббревиатура - programmable logic device, PLD). Что это такое и где используется мы расскажем в этой статье.
Отличия от микроконтроллеров
При слове "программируемый" у большинства новичков происходит ассоциация с микроконтроллерами. Не смотря на то что их также программируют, ПЛИС - это совершенно другое устройство.
Для разработчиков в микроконтроллерах доступен фиксированный набор решений и средств присущих конкретному чипу, отступить от архитектуры никаким образом не получится. Вам предоставлен набор команд, с помощью которых вы производите операции взаимодействия с окружающей средой, посредством считывания данных с цифровых и аналоговых входов и отправка сигналов исполнительным устройствам с помощью выходов.
Кроме этого вы можете производить вычисления, сохранять данные в регистрах или ПЗУ, а также оперировать данными прошитыми в память микроконтроллера. На этом в сущности и заключается назначение и особенности работы с микроконтроллерами.
Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) отличаются тем, что, программируя устройство вы сами создаете архитектуру из базовых логических элементов. Таким образом вы получаете высокое быстродействию и гибкость микросхемы. Это даёт возможность, не изменяя одного чипа сделать целый ряд проектов.
Обобщённо внутреннее устройство ПЛИС можно разделить на три основных группы:
1. Массив из логических элементов (макроячеек, логических блоков).
2. Блоки входа-выхода (IO).
3. Линии связи между ними и устройство, которое управляет этими связями.
Программируя вы соединяете элементы подобно тому как бы вы это делали, собирая из отдельных элементов устройство и соединяя их входы и выходы проводниками
Главным отличием ПЛИС от микроконтроллеров является то, что в микроконтроллере вы не можете изменять внутренних связей между простейшими элементами, а в ПЛИС на основе прописывания связей основывается программирование и работа с ними.
Выбор микроконтроллеров происходит на основе множества критериев, таких как:
• Быстродействие и тактовая частота;
• Объем ПЗУ и ОЗУ;
• Количество входов и выходов.
Другие функциональные особенности и периферии, типа поддержки линий связи и протоколов (I2C, one-wire, PWM-сигнал и прочее).
При выборе ПЛИС основным критерием является количество программируемых блоков - их должно хватить для реализации задачи.
В зависимости от конкретного ПЛИС количество блоков может изменяться в широких пределах, соответственно изменяется и стоимость.
Микроконтроллер выполняет последовательно все операции, прописанные в его программе, в то время как блоки ПЛИС выполняют задачу параллельно и независимо друг от друга, поэтому сравнение этих устройств по тактовой частоте нецелесообразно.
#ПЛИС #плисовод #программирование_плис #Радиоэлектроника_для_начинающих #разработка_электронных_устройств #программирование_микроконтроллеров #курсы_по_микроконтроллерам #обучение_микроконтроллеры #программист_микроконтроллеров_обучение #pcbteach_плис