Применение циклов в базисе ПЛИС

Применение циклов в базисе ПЛИС

Аверченко Артём Павлович, старший преподаватель;

Фролов Андрей Андреевич, студент

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Омский государственный технический университет» (г. Омск)

В статье авторы описывают процесс модернизации проектирования архитектуры устройств в базисе программируемых логических интегральных схем с объединением основных циклов проектирования в одну фазу итерации. Дано также описание использования основных циклов проектирования, включая применение необходимых для проектирования инструментальных средств. Даны преимущества описываемой методики по сравнению с устоявшейся технологией проектирования.

Ключевые слова: базис ПЛИС, математическое моделирование, цикл, проектирование.

На сегодняшний день прослеживается устойчивая тенденция возрастания степени сложности последовательностей цифровой обработки, изменения параметров кодирования информации в сторону трудоемкости формирования процесса, изменения фильтрации сигналов. Без всяких сомнений, ИТ (далее информационные технологии), являясь в современном мире движущей силой глобализации экономического роста, играют первостепенной важности роль.

Тенденция усложнения ИТ, соответственно, увеличивает спектр требований к эксплуатируемому пользователем техническому оборудованию. И наиболее важным аспектом, обусловливающим выбор аппаратуры для дальнейшей ее реализации, становится быстродействие устройства, включая временные издержки на процессы проектирования, конструирования, и тестирования оборудования в базисе программируемых логических интегральных схем, или, как чаще всего их называют, — «ПЛИСы».

Бегло анализируя внешний вид ПЛИС, ничего особенно выделяющегося не заметишь — обычная микросхема. Но именно эта технология в рамках усложняющегося мира ИТ приобретает все более и более высокую популярность. Ее особенность в том, что де-факто ПЛИС позволяет использовать собственные разработки для самостоятельного создания микросхемы с уникальной архитектурой.

ПЛИС можно рассматривать в качестве больших интегральных схем маточного типа, где, внедряя определенную последовательность команд, осуществляют возможность реализации логических функций высокой степени сложности. Специфика архитектуры базиса ПЛИС заключается в потенциально и существенно большем быстродействии в сравнении с процессорами usb и микроконтроллерами. Это легко объяснить аппаратным распараллеливанием вычислительных потоков.

Однако возможности усложнения и модернизации базиса ПЛИС используют не только в быстродействии устройства, но и в эффективном слиянии архитектуры ПЛИС и процессоров. В данном аспекте наблюдается имманентное добавление быстрой обработки вычислительных потоков в режиме реального времени, и в осуществлении узко-специализированных процессов в жестких временных диаграммах.

Еще одной областью использования технологии ПЛИС можно рассматривать формирование высокоскоростных систем цифровой передачи потоков методом построения ввода/вывода. Современные микросхемы ПЛИС обладают пользовательскими выводами в размере больше тысячи, и это качество определяет в них часто единственно приемлемое решение.

Хотелось бы также выделить еще одну область использования микросхем на основе базиса ПЛИС — это когда прототипированную заказную интегральную схему ASIC создают на основе прототипирования на первом этапе — в ПЛИС, а на втором этапе — осуществлением перевода в непосредственно базис микросхемы ASIC.

Как видим, в электронном компоненте ПЛИС, используемом для создания конфигурируемых цифровых электронных схем, масса преимуществ, в частности, особенность эксплуатации пользователем его внутренней структуры с целью программирования для дальнейшего внедрения в сложное цифровое устройство.