Programozható áramkörök

Programozható áramkörök
Grosz Imre dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök
Alapfogalmak: - Cella - IO cella - Makrocella (Megablokk) - Kapcsoló, vagy kapcsolat mátrix - Összekötő vezetékek - Erőforrások dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Programozható tulajdonságú logikai áramkör általános felépítésének blokkvázlata. Proglog. 1. ábra. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

IO áramkörök (1) Bemeneti áramkörök - Szintérzékelés nagysága: - TTL - CMOS - Csökkentett tápfeszültségű logika - Beállítható komparálási szint - Szintérzékelés fajtája: - Normál kapu bemenetnek megfelelő komparálás - Schmitt triggeres bemenet dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

IO áramkörök (2) - Bemenet választása: - direkt - tárolós - Bemeneti felhúzó (és esetleg lehúzó) ellenállás programozhatósága - Bemeneti szinttartó áramkör programozható, hogy Bus-hold áramkörként, vagy felhúzó ellenállásként működjön - Bemeneti tároló elem mintavételi tulajdonsága: - latch - flip-flop - Órajel és órajel él választása dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

IO áramkörök (3) - IO fokozat tápfeszültsége, több családnál, külön erre a célra szolgáló csatlakozó lábak felhasználásával, a maglogikával azonos, vagy attól eltérő tápfeszültségre köthető. - A nagyobb áramköröknél több - egymástól eltérő feszültségről működő – IO zóna alakítható ki. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

IO áramkörök (4) - A bemeneti áramkörökhöz tartozik még a védelmi áramkör is. Túlfeszültség tűrés - Nem használt lábak földelése dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Kimenetek lehetőségei (1)
- Kimeneti tulajdonságok meghatározása és kimeneti meghajtó - A kimenőjel vezérelt negálása: - beépített programozható lehetőség - Kimenet típusa: - Kombinációs hálózat - Regiszter (D tár) lehetősége dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Kimenetek lehetőségei (2)
- Kimenet engedélyezés: - alacsony szint engedélyez - magas szint engedélyez - állandó engedélyezés (Totem-Pool kimenet) - kimenet letiltása (A csatlakozás Input láb legyen) - nyitott kollektoros kimenet kialakítása - Kimenet engedélyező jel választása: - tokra közös külső jel - tokban előállított kombinatív jel - Jelváltási meredekség beállítása: - lassúbb jelváltási sebesség - gyorsabb jelváltási sebesség dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Tesztelés és égetés - Programozás égető berendezésben - Beépítés helyén programozás 5 vezeték - Programozó áramkör - Másolás elleni védekezésként (security bit(ek)) - Beépített, működésvizsgáló (tesztelő) logika - Boundary-scan megléte a betöltővel azonos 4, opcionálisan 5 vezérlő vonal segítségével dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Összeköttetések kialakítása
- Kapcsolat mátrix: - Központi elosztó mátrix és elosztó részmátrixok dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Logikai feladatokat megvalósító alapáramkörök (cellák, makrocellák)
- Bemeneti meghajtó fokozat - Bemenőjelek száma - ÉS hálózat - VAGY hálózat - Vezérelt negáció: KIZÁRÓ-VAGY (EXOR) kapu - Tárolók vagy Flip-flopok dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

ÉS áramkör és programozhatósága
Proglog.3. ábra. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

VAGY hálózat és programozhatósága

Vezérelt negáció Proglog.5. ábra. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Élvezérelt tároló és kimeneti MUX

Egyszerű Programozható áramkörök főbb típusai
- PROM Rögzített ÉS mátrix 2n kapu VAGY programozható - PAL Programmable Array Logic ÉS hálózata programozható a VAGY rögzített - GAL Generic Array Logic. A PAL EEPROM-os, összetettségében is bővített változata - HAL Hardware Array Logic - FPLA Field Programmable Logic Array. Programozható az ÉS, és a VAGY mátrixa dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Az egyszerű, kapu típusú programozható áramkörök felépítésének összehasonlítása dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Egy összetett SSI áramkör: a Lattice cég GAL16V8 egy blokkjának logikai rajza. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Összetett programozható logikák (nagy integráltságú eszközök):
- A belsejükben létrehozott logikai változókat már nem feltétlen vezetik ki az IC lábaihoz. - Nem egy esetben a belső jelek száma jóval nagyobb az IC IO lábainál. - Egy-egy nagyobb “logikai kapacitású” áramkör több féle tokozásban, ennek megfelelően eltérő számú IO lábbal kapható. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

- FPGA Field Programmable Gate Array. Felhasználó által programozható kaputömb. Több igen eltérő család közös neve pl. - LCA Large Cell Array. Logikai cellatömb áramkör. Egyfajta FPGA megvalósítás. Főbb elemei: - CLB: Configurable Logic blokk = Meghatározható tulajdonságú logikai egység. - SM: Switch Mátrix - IO Bemeneti-kimeneti egység dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

CLB: Configurable Logic blokk
Meghatározható tulajdonságú logikai egység. Felépül: - Egy kis kapacitású RAM-ból (a logikai funkciók számára) - ezt szokás LUT-nak Logical Unit Table = leírótáblának nevezni - Muxokból - D tárolókból - Jellemzően kevés bemenetűek a cellák - Alapvetően szinkron áramkör céljaira szolgálnak dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

CLB felépítése Proglog.9. ábra. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Kapcsolódásaik A CLB-k több vezetékes összeköttetés csatornák, és a csatornák kereszteződésében lévő SM: Switch mátrix = kapcsoló mátrixok segítségével programozhatók a kívánt kapcsolássá. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

SM Switch Mátrix kialakítása
Az általános összekötő vezetékek kereszteződésében. Használatosak Proglog.10. ábra. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

XILINX FPGA áramkörök összeköttetés hálózata.
dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

IO cella kialakítása a XILINX XC FPGA áramköröknél

A RAM bázisú FPGA programbetöltési lehetőségei
- Betöltés párhuzamos EPROM-ból - Betöltés soros (EE)PROM-ból - Betöltés perifériaként mikroprocesszor adatsínről - Betöltés speciális soros (5 vezetékes) vonalról (IEEE 1491) - A betöltést az FPGA vezérli - A mód kiválasztása kijelölő lábak bekötésével történik dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

CPLD Configurable Programmable Logic Device
- Programozással kialakítható logikai eszköz. Makrocella bázisú programozható logikák - Alapegységük a GAL-ra hasonlít - Összeköttetésük: - Összekötés hálózattal és SM-el - Kapukból kialakított központi elosztó hálózattal - Először a Lattice cég jelentkezett EEPROM bázisú eszközeivel, majd a Xilinx is már Flash alapú családokkal dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Xilinx cég XC9500 család Több változat van forgalomban: XC 5 V-s család 36 bemenetű ÉS kapuk XL 3,3 V-s család 50 bemenetű ÉS kapuk XV 2,5 V-s család 54 bemenetű ÉS kapuk dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Az XC 9500 család általános blokkvázlata

XV Funkcionális blokk be és kimenetei

A Makrocella funkcionális részei

Órajel, és aszinkron beírások választható lehetőségei

Egy lehetséges logikai alapegység 5 db ÉS kapu VAGY kapcsolata

15 darab Product Term (ÉS kapu) Egy feladatra való felhasználása

18 X 54 bemenetű ÉS-VAGY kapu és a maradék 2 felhasználása

ÉS kapukat vagyis Product termeket elosztó hálózatok

A kapcsolatot biztosító Gyors összeköttetés mátrix és csatlakozásai

Kimenet, bemenet lehetséges kialakításaihoz felhasználható jelek

Tápfeszültség bekötési lehetőségek

Kimeneti jelváltási sebesség változtatási lehetősége

Bemeneti tartó (Bus-Hold) áramkör felhasználási lehetősége

Tápfeszültség bekötés lehetőségei

Programozás fizikai csatlakoztatása

Időhelyek funkciói dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Az időhelyek modellje dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Tápfeszültség be és kikapcsolási állapotai

A betöltés vezérlés logikája

Tápfeszültség bekapcsolás aktivizálása

Köszönöm! Tartós türelmeteket. dia Grosz Imre f. doc. Programozható logikai áramkörök

Programozható áramkörök

Hasonló előadás

Az előadások a következő témára: "Programozható áramkörök"— Előadás másolata:

Hasonló előadás

Projectumról

Visszajelzés

Bejelentkezés

A társadalmi hálózaton keresztül belépni:

Programozható áramkörök

Hasonló előadás

Az előadások a következő témára: "Programozható áramkörök"— Előadás másolata:

Hasonló előadás

Projectumról

Visszajelzés