Мы часто говорим, что логические устройства – это клей для любой электронной конструкции, но зачастую они оказываются последними деталями, о которых вы думаете при выборе компонентов для системы. Конечно, существует множество проверенных временем стандартных логических устройств, из которых можно выбрать подходящее. Но конструкции становятся все сложнее, и возникает необходимость объединения логических элементов на плате, чтобы освободить место для большего количества функций.
Инженеры все чаще выбирают программируемые логические устройства, чтобы уменьшить размеры решения, снизить затраты на проектирование и производство, управлять цепочкой поставок и ускорить выход на рынок. При проектировании с использованием сложных программируемых логических микросхем (ПЛИС) или программируемых пользователем вентильных матриц (ППВМ), которые содержат тысячи логических элементов, выпускаются в разных корпусах и могут потребовать глубоких знаний в области программирования, необходимо учитывать множество компромиссов.
Новые ПЛИС из портфеля Texas Instruments (TI) объединяют десятки логических и аналоговых функций в одном корпусе, сокращая общую площадь на плате на 90% и более, а количество компонентов – не менее чем на 80% по сравнению реализациями на элементах дискретной логики. На Рисунке 1 показаны несколько функций TI, интегрированных в один стандартный для отрасли корпус.
 |
|
| Рисунок 1. | Блок-схема микросхемы конфигурируемой логики TPLD1201. |
Конфигурируемая логика, подобранная точно по размеру
Линейка ПЛИС от TI включает продукты, в которые интегрированы логические функции, D-триггеры, конвейерные регистры, генераторы шаблонов, счетчики, элементы задержки, компараторы и многое другое. Больше не нужно перепроектировать оборудование для поддержки другой или новой функции или параметра; вместо этого можно использовать стандартные и конфигурируемые логические элементы для разработки решений, которые обеспечивают необходимые характеристики. ПЛИС TI не требуют ни разработки программного обеспечения, ни опыта программирования на языке описания аппаратуры.
На Рисунке 1 показаны конфигурируемые логические элементы микросхемы TPLD1201.
Программируемая логика в стандартном для отрасли корпусе
Многие ПЛИС, представленные в настоящее время на рынке, выпускаются в специальных корпусах, ориентированных на применение в бытовой электронике. В ПЛИС TI используются одобренные JEDEC стандартные варианты корпусов, как с выводами, так и безвыводные, что позволяет легко внедрять программируемую логику в автомобильные и промышленные приложения. Ассортимент ПЛИС компании TI включает в себя выводные корпуса с шагом контактов 0.5 мм, облегчающие паяемость и автоматизированный оптический контроль для обеспечения безопасности и долгосрочной надежности систем. Устройства имеют расширенный температурный диапазон от –40 °C до 125 °C и отвечают требованиям стандарта автомобильной электроники Q-100.
Конфигурирование за считанные секунды
ПЛИС TI упрощают процесс программирования благодаря использованию простого в использовании графического интерфейса для конфигурирования необходимой схемы. После разработки логической схемы можно временно сконфигурировать устройство для оценки или окончательно запрограммировать его для использования в конечном продукте. С учетом пожеланий разработчиков TI создала интегрированную среду разработки InterConnect Studio, позволяющую конфигурировать ПЛИС TI, не имея опыта программирования. InterConnect Studio помогает за считанные минуты выполнять разработку и моделирование, чтобы за секунды создавать новые прототипы.
На Рисунке 2 показана схема, разработанная с использованием InterConnect Studio для приложения управления последовательностью включения питания.
 |
|
| Рисунок 2. | Вид рабочего стола InterConnect Studio с проектом приложения для управления последовательностью включения питания на основе микросхемы TI TPLD1201. |
Из меню в левой части графического интерфейса можно добавлять различные компоненты, выбирая знак «плюс» рядом с элементом. С помощью перетаскивания можно создавать простые соединения между компонентами и более тонко настраивать их в меню под главным окном.
После завершения разработки схемы и запуска моделирования можно временно сконфигурировать устройство с помощью программатора TPLD и оценочных модулей, нажав кнопку CONFIGURE TPLD. Если нужно запрограммировать устройство навсегда, в меню можно установить соответствующий флажок.
Заключение
Сегодня в распоряжении разработчиков имеется множество решений на основе программируемой логики. ПЛИС, разработанные TI, выпускаются в более компактных корпусах, что позволяет уменьшить размеры печатных плат и снизить производственные затраты, обеспечить сверхнизкое энергопотребление, сократить количество логических элементов, добавить аналоговую функциональность и упростить программирование по сравнению с более совершенными программируемыми продуктами. Одно можно сказать наверняка – теперь у разработчиков есть больше возможностей для работы с программируемой логикой, соответствующей требованиям их приложений.
