R
Dsp_fpga
»
Обсуждения
Идеи по поводу глав, посвященных ПЛИС.
апр 22, 2019 | 10:04
Т.к. основным направлением научного исследования было выбрано использование ПЛИС в некотором устройстве, подобии лабораторного стенда, то желательно тщательно сформулировать как саму тему, так и актуальность и новизну этого материала. Однако здесь сталкиваемся с некоторыми проблемными местами.
Во-первых, берем за тему научного исследования и эксперимента именно ПЛИС, т. к. она обладает важными преимуществами по сравнению с другими устройствами. Однако минус в такой гипотезе, что ПЛИС — это уже далеко не новая разработка и она уже широко используется в промышленности, производстве и даже в быту.
Во-вторых, задача исследования ПЛИС не может быть названа полноценным научным исследованием, структура таких устройств не очень сложная и этот вопрос скорее относится к технологии их применения.
В-третьих, за последнее время появилось очень большое количество типов устройств, нашедших широкое применение, которые используют тот же принцип электрического перезаписывания ЗУ. Т.е. речь идет о той реконфигурируемости, которая обозначается как основное преимущество ПЛИС перед другими типами устройств. Скажем так, возможности реконфигурируемости у ПЛИС есть, но они не превосходят возможности других типов устройств. Остановимся на этом вопросе поподробнее.
В первую очередь надо упомянуть флеш ЗУ, или, если правильнее сформулировать, РПЗУ-ЭС, и ее очень широко применяемый подтип ЭППЗУ, или non-volatile memory. Эти устройства могут использоваться как самостоятельно, для хранения данных, тогда они должны управляться каким-либо активным устройством, так и быть включены в архитектуру микроконтроллера или микропроцессора для хранения пользовательской программы, выполняемой на этом микроконтроллере, или для хранения некоторого драйвера, который позволяет запускать программы, написанные на ЯВУ на ядре микроконтроллера. То же самое перезаписываемое ПЗУ используется для хранения конфигурации ПЛИС. Отличия архитектуры самой ПЛИС от архитектуры РПЗУ заключаются, в основном, в больших объемах и другом способе адресации ячеек. Фактически ПЛИС, как и РПЗУ, не активное устройство, выполнять операции над данными и пользовательские инструкции позволяет ей конфигурация. У ПЛИС есть несколько способов прошивки данных. Данные могут записываться в саму микросхему ПЛИС, эта конфигурация логических ячеек, представляющих собой LUT, таблицы, соединенные матрицей соединений, в этом случае данные сотрутся при выключении питания. Другой способ — это запись в ПЗУ ПЛИС, тогда данные, сохраненные в ПЗУ при выключении питания, при подаче питания на микросхему сразу перезапишутся в нее и создадут схемную структуру. Как мы видим, тот же способ с хранением инструкций и данных в ПЗУ реализован и в микропроцессорных устройствах, как более универсальном классе устройств с большим набором широко используемых интерфейсов. Так же и микроконтроллеры, обладающие более узкоспецифическим назначением и имеющие один или несколько однотипных интерфейсов, так же обладают электрически перепрограммируемым ПЗУ.
Возникает вопрос — так ли хороша выбранная тема? Новизна и актуальность может быть в реализации системы, которая бы использовала бы ПЛИС и в доказательстве того, что ПЛИС лучше всего подходит для такого класса систем. Для примера можем взять несколько других подобных классов систем. Например, оптимальным будет выбор ПЛИС для платформ макетирования СБИС, т. к. ее реконфигурируемость и большие объемы позволяют задать любое активное устройство или устройство выборки или хранения. ПЛИС так же можно использовать, как основу для системы сбора информации, имеющую модульную структуру. Соединяя модуль ПЛИС с модулями интерфейсов с различными датчиками, можно сконфигурировать ПЛИС для приема, обработки и хранения совершенно разных данных, несущих важную информацию о физических процессах. Так же, несомненно, оправдано использование ПЛИС в стенде для тестирования оборудования, т. к. такой стенд может перенастраиваться в зависимости от тестируемого и испытательного оборудования. Конечно, самым простым классом систем, использующих ПЛИС, будет тестовая плата ПЛИС, у которой есть интерфейс загрузки с ПК и небольшой набор стандартных интерфейсов, таких как USB или DVB.
Надо отметить, что углубление в методы проектирования систем не входит в задачу этой работы, однако, чтобы провести исследование, совершенно необходимо показать явные преимущества такой системы перед другими.
Во-первых, берем за тему научного исследования и эксперимента именно ПЛИС, т. к. она обладает важными преимуществами по сравнению с другими устройствами. Однако минус в такой гипотезе, что ПЛИС — это уже далеко не новая разработка и она уже широко используется в промышленности, производстве и даже в быту.
Во-вторых, задача исследования ПЛИС не может быть названа полноценным научным исследованием, структура таких устройств не очень сложная и этот вопрос скорее относится к технологии их применения.
В-третьих, за последнее время появилось очень большое количество типов устройств, нашедших широкое применение, которые используют тот же принцип электрического перезаписывания ЗУ. Т.е. речь идет о той реконфигурируемости, которая обозначается как основное преимущество ПЛИС перед другими типами устройств. Скажем так, возможности реконфигурируемости у ПЛИС есть, но они не превосходят возможности других типов устройств. Остановимся на этом вопросе поподробнее.
В первую очередь надо упомянуть флеш ЗУ, или, если правильнее сформулировать, РПЗУ-ЭС, и ее очень широко применяемый подтип ЭППЗУ, или non-volatile memory. Эти устройства могут использоваться как самостоятельно, для хранения данных, тогда они должны управляться каким-либо активным устройством, так и быть включены в архитектуру микроконтроллера или микропроцессора для хранения пользовательской программы, выполняемой на этом микроконтроллере, или для хранения некоторого драйвера, который позволяет запускать программы, написанные на ЯВУ на ядре микроконтроллера. То же самое перезаписываемое ПЗУ используется для хранения конфигурации ПЛИС. Отличия архитектуры самой ПЛИС от архитектуры РПЗУ заключаются, в основном, в больших объемах и другом способе адресации ячеек. Фактически ПЛИС, как и РПЗУ, не активное устройство, выполнять операции над данными и пользовательские инструкции позволяет ей конфигурация. У ПЛИС есть несколько способов прошивки данных. Данные могут записываться в саму микросхему ПЛИС, эта конфигурация логических ячеек, представляющих собой LUT, таблицы, соединенные матрицей соединений, в этом случае данные сотрутся при выключении питания. Другой способ — это запись в ПЗУ ПЛИС, тогда данные, сохраненные в ПЗУ при выключении питания, при подаче питания на микросхему сразу перезапишутся в нее и создадут схемную структуру. Как мы видим, тот же способ с хранением инструкций и данных в ПЗУ реализован и в микропроцессорных устройствах, как более универсальном классе устройств с большим набором широко используемых интерфейсов. Так же и микроконтроллеры, обладающие более узкоспецифическим назначением и имеющие один или несколько однотипных интерфейсов, так же обладают электрически перепрограммируемым ПЗУ.
Возникает вопрос — так ли хороша выбранная тема? Новизна и актуальность может быть в реализации системы, которая бы использовала бы ПЛИС и в доказательстве того, что ПЛИС лучше всего подходит для такого класса систем. Для примера можем взять несколько других подобных классов систем. Например, оптимальным будет выбор ПЛИС для платформ макетирования СБИС, т. к. ее реконфигурируемость и большие объемы позволяют задать любое активное устройство или устройство выборки или хранения. ПЛИС так же можно использовать, как основу для системы сбора информации, имеющую модульную структуру. Соединяя модуль ПЛИС с модулями интерфейсов с различными датчиками, можно сконфигурировать ПЛИС для приема, обработки и хранения совершенно разных данных, несущих важную информацию о физических процессах. Так же, несомненно, оправдано использование ПЛИС в стенде для тестирования оборудования, т. к. такой стенд может перенастраиваться в зависимости от тестируемого и испытательного оборудования. Конечно, самым простым классом систем, использующих ПЛИС, будет тестовая плата ПЛИС, у которой есть интерфейс загрузки с ПК и небольшой набор стандартных интерфейсов, таких как USB или DVB.
Надо отметить, что углубление в методы проектирования систем не входит в задачу этой работы, однако, чтобы провести исследование, совершенно необходимо показать явные преимущества такой системы перед другими.
