{
МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
t
Сергей Абрамов
г. Оренбург
В данной статье будут рассмотрены вопросы поэтапной разработки
схем на основе ПЛИС ф ирмы Altera - ЕРМ3064А с помощью
програм м ного пакета MAX+PLUS II
О
с
в
а
и
в
а
е
м
п
р
о
г р
а
м
м
и
р
у
е
м
ы
е
л
о
г и
ч
е
с
к и
е
м
а
т р
и
ц
ы
ф
и
р
м
ы
A
L T E
R
A
Введение
Для большинства радиолюбите-
лей-конструкторов, занимающихся
собственными разработками, дав-
но известны и освоены цифровые
микросхемы. Многие достаточно
давно проектируют свои конструк-
ции на микроконтроллерах, так как
это в значительной степени умень-
шает габариты и улучшает функци-
ональность устройств. Вот только
беда в том, что не все можно пост-
роить на основе контроллера. Бы-
стродействующие устройства, тре-
бующие мгновенной реакции на из-
меняющиеся входные сигналы, по-
строить на микроконтроллере не
удастся, так как в нем организова-
на поэтапная (конвейерная) обра-
ботка команд, в результате кото-
рых принимается решение о выда-
че того или иного сигнала. Для ре-
ализации даже простейшей реак-
ции микроконтроллера на внешние
сигналы требуется не менее десят-
ка команд. Поэтому наряду с мик-
роконтроллерами приходится ис-
пользовать обычную логику, иног-
да с приличным количеством кор-
пусов. Следствием этого является
большое число внешних соедине-
ний, сложность конструкции и
большие габариты печатных плат,
большая длина соединительных
проводников, сложность построе-
ния устройств с высокой тактовой
частотой, низкая надежность. Ре-
шением данной проблемы являет-
ся использование программируе-
мых логических интегральных схем
(ПЛИС), которые представляют со-
бой совокупность некоторого чис-
ла функциональных базовых эле-
ментов, не имеющих жестких элек-
трических соединений между со-
бой, что позволяет задавать прак-
тически произвольную конфигура-
цию с целью создания той или иной
электронной схемы. Для сравне-
ния: при тактовой частоте ПЛИС в
42
|----------------------------------------------
200 МГц ей по скорости реакции на
внешние события соответствовал
бы микроконтроллер с тактовой ча-
стотой 4.
..5 ГГц! Поэтому в случае,
если требуется обрабатывать сиг-
налы, следующие с частотами в
единицы и десятки МГц, микрокон-
троллер становится для такой ра-
боты непригоден.
На первом этапе ПЛИС представ-
ляли собой микросхемы с пережига-
емыми перемычками, такие как
К556РТ4-РТ5 и др., на них можно
было создать некоторые функции,
но разместить небольшую схему со
счетчиками и триггерами было не-
возможно. Этапы проектирования
устройств на основе простой логи-
ки плохо автоматизированы, и в слу-
чае ошибки необходимо дорабаты-
вать плату, вводить дополнительные
элементы. Изучение программного
пакета MAX+plus II BASELINE и
ПЛИС фирмы Altera позволит не
только упростить схему, но и не на-
ступать на множество подводных
камней. Данное программное обес-
печение можно использовать и при
проектировании схем на 155-й се-
рии и ее аналогах. Для программи-
рования (создания соединений) в
PLD (а также и CPLD) используют-
ся технологии EPROM, EEPROM и
FLASH. Для радиолюбителей наи-
больший интерес представляют
микросхемы FLASH, так как они
позволяют перепрограммировать
кристалл порядка
10 0
раз, и после
снятия питающего напряжения со-
храняют структуру, установленную
в результате программирования.
Архитектура ЕРМ3064А
В данной статье будут рассмотре-
ны вопросы поэтапной разработки
схем на основе ПЛИС фирмы Altera
- ЕРМ3064А как наиболее деше-
вой. Она размещена в 44-вывод-
ном корпусе типа PLCC. Микросхе-
ма имеет смешанное питание и
мультивольтовый интерфейс ввода/
вывода (I/O). Напряжение питания
логического ядра 3,3 В, элементов
ввода/вывода - 5; 3,3; и 2,5 В. Мак-
симальная тактовая частота -
227,3 МГц в зависимости от моди-
фикации. Установкой битов конфи-
гурации возможно управлять кру-
тизной фронтов
(Slew Rate)
вход-
ных/выходных сигналов. Имеется
также реализация выходов с от-
крытым стоком установкой бита
(Open Drain).
Имеется возмож-
ность установить режим энерго-
сбережения, который уменьшает
более чем на 50% потребляемую
мощность. Имеется также возмож-
ность установить бит секретности
(security bit),
который не позволит
скопировать внутреннюю конфигу-
рацию микросхемы. Данная микро-
схема имеет 4 блока логических
матриц и 64 макроячейки. Про-
граммируемые триггеры макрояче-
ек имеют индивидуальные входы
синхронизации
(clock),
разреше-
ния синхронизации
(clock enable),
обнуления
(clear)
и предустановки
(preset).
Каждая макроячейка мо-
жет рассматриваться как програм-
мируемая матрица
И
и фиксиро-
ванная матрица
ИЛИ.
На выходе
матрицы
ИЛИ
включен регистр с
конфигурируемой схемой управле-
ния. Схема управления регистром
обеспечивает независимо про-
граммируемые сигналы синхрони-
зации, разрешения синхронизации,
обнуления и предустановки. В дан-
ную микросхему, по мнению авто-
ра, можно разместить 10.
.. 15 кор-
пусов 155-й серии (в продаже име-
ются микросхемы ЕРМ3256 с 16
блоками логических матриц и 158
выводами).
Архитектура ЕРМ3064А вклю-
чает следующие элементы: логи-
ческие блоки
(LABs);
макроячейки
(Macrocells);
логические расшири-
тели - разделяемый
(Shareable)
и
I Радиолюбитель - 03/2006
предыдущая страница 41 Радиолюбитель 2006-03 читать онлайн следующая страница 43 Радиолюбитель 2006-03 читать онлайн Домой Выключить/включить текст