ПЛИСы

Применяется также генератор псевдослучайных байтов. Это самый быстрый способ увидеть, как идея схемы может быть реализована несколькими способами, - это просто посмотреть на пример. У нас есть то, что можно охарактеризовать как совершенная машина для тарабарщины, а именно схема, которая отправляет последовательность псевдослучайных байтов в виде стандартных последовательных данных RS-232 [13].
Для реализации работы этого генератора используются блок-схемы, реализованные сначала в (а) стандартной логике, затем в (б) программируемой логике (с вводом двумя популярными методами, а именно графическим вводом схемы и текстовым языком описания оборудования. При этом эта функция легко реализуется с помощью микроконтроллера, недорогого (и необходимого) программируемого компьютера на кристалле (с внутренней памятью и функциями ввода / вывода), предназначенного для «встроенного» использования в Любое электронное устройство (рис. 8).

Рисунок 8 – Блок-схема генератора псевдослучайных байтов RS-232.

Мультиплексор с 2 входами (мультиплексор) выбирает скорость передачи из разделенного генератора; результирующие тактовые импульсы сдвигают регистр сдвига с линейной обратной связью максимальной длины для получения псевдослучайных битов, которые объединяются в биты START и STOP для получения последовательных байтов в формате 8n1.
Логические устройства составляют один из трех важных классов устройств, используемых для создания систем цифровой электроники, а двумя другими являются устройства памяти и микропроцессоры. Устройства памяти, такие как ПЗУ и ОЗУ, используются для хранения информации, такой как программные инструкции программы или содержимое базы данных, а микропроцессоры выполняют программные инструкции для выполнения множества функций, от запуска программы обработки текстов до выполнения удаленных задач. более сложные задачи. Логические устройства реализуют почти все остальные функции, которые должна выполнять система, включая взаимодействие между устройствами, синхронизацию данных, операции управления и отображения и так далее. До сих пор мы обсуждали те логические устройства, которые выполняют фиксированные логические функции, определенные на этапе производства. [14].
Последовательные логические устройства, такие как триггеры, счетчики, регистры, которые будут обсуждаться в следующих главах, также относятся к этой категории логических устройств. Функция, которую должно выполнять программируемое логическое устройство, не определена на момент его изготовления. Эти устройства программируются пользователем для выполнения ряда функций в зависимости от логической емкости и других функций, предлагаемых устройством.

2.2 VHDL

VHDL – это язык описания оборудования. Код описывает поведение или структуру электронной схемы, из которой компилятор может вывести совместимую физическую схему. Его основные приложения включают синтез цифровых схем на CPLD / FPGA (Complex Programmable Logic Device / Field Programmable Gate Array) микросхемы и компоновка / генерация маски для изготовления специализированных интегральных схем (ASIC) [14].
VHDL означает VHSIC (очень высокоскоростные интегральные схемы) Описание оборудования. Языка и возникла в результате инициативы, финансируемой Министерством обороны США в 1980-е гг. Его первой версией был VHDL 87, позже обновленный VHDL 93, затем VHDL 2002 и наконец, VHDL 2008. Это был первый язык описания оборудования, стандартизированный IEEE через стандарты 1076 и 1164. VHDL не зависит от технологии / поставщика, поэтому коды VHDL переносимы и могут использоваться повторно.
VHDL позволяет синтезировать схемы, а также моделировать схемы. Это перевод исходного кода в аппаратную структуру, которая реализует предполагаемая функциональность, в то время как последняя представляет собой процедуру тестирования, чтобы убедиться, что такие функциональность действительно достигается синтезированной схемой.
Упрощенный вид расчетной схемы представлен на рис.9. Разработчик уже имеет набор спецификаций, для которых должна быть создана соответствующая схема. Первый шаг - написать код VHDL, удовлетворяющий этим требованиям. Код необходимо сохранить в текстовом файле с расширением .vhd и тем же именем, что и у его основного объекта. Затем код компилируется с помощью инструмента синтеза. Несколько файлы создаются в процессе компиляции. Синтезатор разбивает код на аппаратные структуры, доступные в выбранном устройстве, поэтому во время подгонки (место и маршрут) каждой структуре, выведенной синтезатором, назначается определенное место.













Рисунок 9 – Поток проектирования VHDL.
Заключение

В заключении необходимо отметить, что методологии ПЛИС при использовании ИТ перед внедрением любой продукции постоянно совершенствуются. При этом, безусловно, на конечном этапе работ проводится тестирование разработанных средств. При этом создают бета-версии средств системы, позволяющие собрать мнения пользователей о системе. При выявлении недостатков разработки продолжают. При обнаружении серьезных дефектов ПС выпускают патчи, которые являются специальным релизом для устранения ошибок. После всех доработок оформляется акт внедрения и разработанное ПС запускается в серию.
Также в данной работе достигнута основная цель – описаны ПЛИС.
Исходя из поставленной в данном реферате цели, были решены следующие задачи:
описаны основные понятия, которые связаны с программируемыми логическими интегральными схемами;
приведены применение программируемых логических интегральных схем.
Также при написании этой работы использовалась современная и классическая литература, а также источники, расположенные в глобальной сети Интернет.

Список использованной литературы

Программируемая логическая интегральная схема– Википедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/ПЛИС, свободный. – Загл. с экрана.
Brown S., Vranesic Z. Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design. McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2013. — 864 p.
Кузнецов Б.Ф., Бузунова М.Ю. Электронные устройства робототехнических систем. Учебное пособие. – Иркутск: Иркутский ГАУ, 2017. – 142 с.
Соловьев В.В. Архитектуры ПЛИС фирмы Xilinx: CPLD и FPGA 7-й серии. М.: Горячая линия - Телеком, 2016. — 392 с.
Frenzel Louis. Practical Electronic Design for Experimenters. McGraw-Hill Education, 2020. — 256 p.
Widmer N.S., Moss G.I., Tocci R.J. Digital Systems: Principles and Applications. 12th edition. — New York: Pearson, 2016. — 1027 p.
Микушин А.В., Сединин В.И. Схемо- и системотехника электронных средств. Монография. — Новосибирск: СибГУТИ, 2017. — 323 с.
Roth C., John L.K, Lee B.K. Digital Systems Design Using Verilog. Boston: CL Engineering, 2015. — 594 p. Раздел 2
Кудревич А.П. Проектирование по технологии Система на кристалле. Красноярск: СФУ, 2017. — 103 с.
Технология внутрисхемного программирования. Внутрисхемные сети программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) Глухих В.И., Феоктистов Г.В. Вестник Иркутского Государственного Технического Университета 2015 №12. Иркутск: Изд-во Иркутского Государственного Технического Университета, 2015. – С. 119 – 127.
Смирнов Д.С., Дейнека И.Г., Алейник А.С., Шарков И.А. Основы разработки встраиваемых систем на ПЛИС с использованием процессора NIOS II. Учебное пособие. — СПб.: Университет ИТМО, 2019. — 95 с.
Lou S., Yang C. Digital Electronic Circuits: Principles and Practices. De Gruyter, 2019. — 547 p.
Horowitz P., Hill W. The Art of Electronics. 3rd edition. — Cambridge University Press, 2015. — 1219 p.
Pedroni V.A. Circuit Design and Simulation with VHDL. 2nd edition. — Boston: The MIT Press, 2010. — 632 p.
Singh V. Learn Digital Electronics: Principles, Devices And Applications. New Delhi: Virender Singh, 2015. — 667 p.








2