Integral mikrosxemalarni mantiqiy loyihalash, uning maqsadi va protseduralari. Dmis (плис) tipidagi

 
Что такое ПЛИС простым языком для начинающих
Yangi boshlanuvchilar uchun oddiy tilda FPGA nima 
 
С чем ассоциируется цифровая электроника? В первую очередь с 
логическими элементами И, ИЛИ, НЕ. Далее в память приходят сдвиговые 
регистры, дешифраторы, мультиплексоры и прочее.
Raqamli elektronika bilan nima bog'liq? Avvalo, mantiqiy elementlar bilan VA, 
OR, EMAS. Keyinchalik xotiraga siljish registrlari, dekoderlar, multipleksorlar va 
boshqalar keladi. 
Однако, по мере роста сложности электронных устройств и тенденции к 
миниатюризации, создание приборов на базе интегральных микросхем 
(ИМС) из вышеперечисленных компонентов затруднилось, заказные ИМС 
нужной топологии и схемотехники оправдывали себя только при крупном 
тиражировании устройства, в остальных случаях - это было неоправданно 
дорого. 
Biroq, elektron qurilmalarning murakkabligi o'sib borishi va miniatyuralashtirish 
tendentsiyasi oshgani sayin, yuqoridagi komponentlardan integral mikrosxemalar 
(IC) asosida qurilmalarni yaratish qiyinlashdi, kerakli topologiya va sxemalarning 
buyurtma qilingan IClari faqat keng ko'lamli qurilmalar bilan o'zini oqladi. 
qurilmaning takrorlanishi, boshqa hollarda u asossiz qimmatga tushdi. 
Выходом из сложившейся ситуации стало развитие программируемых 
интегральных логических схем (сокращенно - ПЛИС, зарубежная 
аббревиатура - programmable logic device, PLD). Что это такое и где 
используется мы расскажем в этой статье. 
Ushbu vaziyatdan chiqish yo'li dasturlashtiriladigan integral mantiqiy sxemalarni 
ishlab chiqish edi (qisqacha - FPGA, chet el qisqartmasi - programlanadigan 
mantiqiy qurilma, PLD). Bu nima va u qaerda ishlatiladi, biz ushbu maqolada aytib 
beramiz. 

---

Отличия от микроконтроллеров
При слове "программируемый" у большинства новичков происходит 
ассоциация 
с микроконтроллерами
. Не смотря на то что их также 
программируют, ПЛИС - это совершенно другое устройство. 
Mikrokontrollerlardan farqlari 
"Dasturlashtiriladigan" so'zi ko'pchilik yangi boshlanuvchilar mikrokontrollerlar 
bilan bog'langanda. Ularning dasturlashtirilganligiga qaramay, FPGAlar butunlay 
boshqacha qurilma. 
Для разработчиков в микроконтроллерах доступен фиксированный набор 
решений и средств присущих конкретному чипу, отступить от архитектуры 
никаким образом не получится. 
Mikrokontrollerlarni ishlab chiquvchilar uchun ma'lum bir chipga xos bo'lgan 
qat'iy echimlar va vositalar to'plami mavjud, arxitekturadan chetga chiqishning 
iloji yo'q. 
Вам предоставлен набор команд, с помощью которых вы производите 
операции взаимодействия с окружающей средой, посредством считывания 
данных с цифровых и аналоговых входов и отправка сигналов 
исполнительным устройствам с помощью выходов. 
Sizga raqamli va analogli kirishlardan ma'lumotlarni o'qish va chiqishlar 
yordamida aktuatorlarga signallarni yuborish orqali atrof-muhit bilan o'zaro ta'sir 
qilish operatsiyalarini amalga oshiradigan buyruqlar to'plami taqdim etiladi. 
Кроме этого вы можете производить вычисления, сохранять данные в 
регистрах или ПЗУ, а также оперировать данными прошитыми в память 
микроконтроллера. На этом в сущности и заключается назначение и 
особенности работы с микроконтроллерами. 
Bundan tashqari, siz hisob-kitoblarni amalga oshirishingiz, ma'lumotlarni 
registrlarda yoki ROMda saqlashingiz va mikrokontroller xotirasiga kiritilgan 
ma'lumotlar bilan ishlashingiz mumkin. Bu, aslida, mikrokontrollerlar bilan 
ishlashning maqsadi va xususiyatlari. 
Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) отличаются тем, 
что, программируя устройство вы сами создаете архитектуру из базовых 
логических 
элементов. 
Таким 
образом 
вы 
получаете 
высокое 
быстродействию и гибкость микросхемы. Это даѐт возможность, не изменяя 
одного чипа сделать целый ряд проектов. 

---

Dasturlashtiriladigan mantiqiy integral mikrosxemalar (FPGA) qurilmani 
dasturlashda siz o'zingiz asosiy mantiqiy elementlardan arxitektura yaratishingiz 
bilan ajralib turadi. Shunday qilib, siz mikrosxemaning yuqori tezligi va 
moslashuvchanligiga erishasiz. Bu bitta chipni almashtirmasdan bir nechta 
loyihalarni amalga oshirish imkonini beradi. 
Обобщѐнно внутреннее устройство ПЛИС можно разделить на три основных 
группы: 
1. Массив из логических элементов (макроячеек, логических блоков). 
2. Блоки входа-выхода (IO). 
3. Линии связи между ними и устройство, которое управляет этими связями. 
Однако такое структурирование очень обобщено, немного подробнее мы 
рассмотрим этот вопрос ниже. 
Umuman olganda, FPGA ning ichki tuzilishini uchta asosiy guruhga bo'lish 
mumkin: 
1. Mantiqiy elementlar massivi (makroshujayralar, mantiqiy bloklar). 
2. Kirish-chiqarish (IO) bloklari. 
3. Ular va bu ulanishlarni boshqaradigan qurilma orasidagi aloqa liniyalari. 
Biroq, bunday tuzilma juda umumiydir, biz bu masalani quyida biroz batafsilroq 
ko'rib chiqamiz. 
Программируя вы соединяете элементы подобно тому как бы вы это делали, 
собирая из отдельных элементов устройство и соединяя их входы и выходы 
проводниками. 
Dasturlashda siz elementlarni xuddi shunday ulaysiz, alohida elementlardan 
qurilma yig'asiz va ularning kirish va chiqishlarini o'tkazgichlar bilan ulaysiz. 
Главным отличием ПЛИС от микроконтроллеров является то, что в 
микроконтроллере вы не можете изменять внутренних связей между 
простейшими элементами, а в ПЛИС на основе прописывания связей 
основывается программирование и работа с ними. 
FPGA va mikrokontrollerlar o'rtasidagi asosiy farq shundaki, mikrokontrollerda siz 
eng oddiy elementlar orasidagi ichki bog'lanishlarni o'zgartira olmaysiz, FPGAda 
esa dasturlash va ular bilan ishlash ulanishlarni belgilashga asoslangan. 

---

Выбор микроконтроллеров происходит на основе множества критериев, 
таких как: 

Быстродействие и тактовая частота; 

Объем ПЗУ и ОЗУ; 

Количество входов и выходов. 
Другие функциональные особенности и периферии, типа поддержки линий 
связи и протоколов (I2C, one-wire, PWM-сигнал и прочее). 
Mikrokontrollerlarni tanlash ko'plab mezonlarga asoslanadi, masalan: 
• Ishlash va soat chastotasi; 
• ROM va operativ xotira hajmi; 
• Kirish va chiqishlar soni. 
Boshqa funktsional xususiyatlar va tashqi qurilmalar, masalan, aloqa liniyalari va 
protokollarini qo'llab-quvvatlash (I2C, bir simli, PWM signali va boshqalar). 
При 
выборе 
ПЛИС 
основным 
критерием 
является 
количество 
программируемых блоков - их должно хватить для реализации задачи. 
В зависимости от конкретного ПЛИС количество блоков может изменяться в 
широких пределах, соответственно изменяется и стоимость. 
Микроконтроллер выполняет последовательно все операции, прописанные в 
его программе, в то время как блоки ПЛИС выполняют задачу параллельно и 
независимо друг от друга, поэтому сравнение этих устройств по тактовой 
частоте нецелесообразно. Слишком различается их принцип работы. 

---

FPGA ni tanlashda asosiy mezon dasturlashtiriladigan bloklar soni - ular vazifani 
bajarish uchun etarli bo'lishi kerak. 
Muayyan FPGA ga qarab, bloklar soni juda katta farq qilishi mumkin va narx ham 
shunga mos ravishda o'zgaradi. 
Mikrokontroller o'z dasturida ko'rsatilgan barcha operatsiyalarni ketma-ket 
bajaradi, FPGA bloklari esa parallel ravishda va bir-biridan mustaqil ravishda 
vazifani bajaradi, shuning uchun bu qurilmalarni takt chastotasi bo'yicha 
taqqoslash amaliy emas. Ularning ishlash uslubi juda boshqacha.