อ่าน 7 นาที
อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้
อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ ( PLD ) เป็น ส่วนประกอบ อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างวงจรดิจิทัลที่ปรับเปลี่ยนได้ แตกต่างจากลอจิกดิจิทัลที่สร้างขึ้นโดยใช้เกตลอจิก แบบแยก...
อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ ( PLD ) เป็น ส่วนประกอบ อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างวงจรดิจิทัลที่ปรับเปลี่ยนได้ แตกต่างจากลอจิกดิจิทัลที่สร้างขึ้นโดยใช้เกตลอจิก แบบแยก ส่วนที่มีฟังก์ชันคงที่ ฟังก์ชันของ PLD นั้นไม่ได้ถูกกำหนดไว้ ณ เวลาที่ผลิต ก่อนที่ PLD จะสามารถใช้งานในวงจรได้ จะต้องตั้งโปรแกรมให้ทำงานตามฟังก์ชันที่ต้องการ[ 1 ]เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ลอจิกแบบคงที่ อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้จะช่วยลดความซับซ้อนของการออกแบบลอจิกที่ซับซ้อนและอาจให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า[ 2 ]แตกต่างจากไมโครโปรเซสเซอร์การตั้งโปรแกรม PLD จะเปลี่ยนการเชื่อมต่อระหว่างเกตในอุปกรณ์
โดยทั่วไปแล้ว PLD สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ตามลำดับความซับซ้อนจากน้อยไปมาก ได้แก่อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ง่าย (SPLD)ซึ่งประกอบด้วยลอจิกอาร์เรย์ที่ ตั้งโปรแกรมได้ ลอจิกอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ และ ล อจิกอาร์เรย์ทั่วไปอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ที่ซับซ้อน (CPLD)และอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้แบบฟิลด์ (FPGA )
ประวัติศาสตร์
ในปี พ.ศ. 2512 Motorolaได้นำเสนอ XC157 ซึ่งเป็นอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมด้วยหน้ากากที่มีเกต 12 ตัวและพินอินพุต/เอาต์พุตที่ยังไม่ได้ใช้งาน 30 พิน[ 3 ]
ในปี พ.ศ. 2513 Texas Instrumentsได้พัฒนา IC ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ด้วยหน้ากากโดยอิงจากหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวแบบเชื่อมโยง (ROAM) ของIBMอุปกรณ์นี้คือ TMS2000 ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมได้โดยการเปลี่ยนแปลงชั้นโลหะในระหว่างการผลิต IC TMS2000 มีอินพุตสูงสุด 17 ตัวและเอาต์พุต 18 ตัว พร้อมด้วยฟลิปฟลอป JK 8 ตัว สำหรับหน่วยความจำ TI ได้บัญญัติศัพท์ว่าอาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLA) สำหรับอุปกรณ์นี้[ 4 ]
ในปี พ.ศ. 2514 บริษัท General Electric (GE) กำลังพัฒนาอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้โดยใช้ เทคโนโลยี หน่วยความจำอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้ (PROM) อุปกรณ์ทดลองนี้ปรับปรุงจาก ROAM ของ IBM โดยอนุญาตให้ใช้ลอจิกหลายระดับ Intel เพิ่งเปิดตัวUV EPROM แบบ floating-gate ดังนั้นนักวิจัยที่ GE จึงรวมเทคโนโลยีนั้นเข้าไปด้วย อุปกรณ์ของ GE เป็น PLD ที่ลบได้ตัวแรกที่เคยพัฒนาขึ้นมา ซึ่งมาก่อน EPLD ของAlteraกว่าทศวรรษ GE ได้รับสิทธิบัตรในช่วงแรกๆ หลายฉบับเกี่ยวกับอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
ในปี พ.ศ. 2516 National Semiconductorได้เปิดตัวอุปกรณ์ PLA ที่ตั้งโปรแกรมได้ด้วยหน้ากาก (DM7575) ที่มีอินพุต 14 ตัวและเอาต์พุต 8 ตัวโดยไม่มีรีจิสเตอร์หน่วยความจำ อุปกรณ์นี้ได้รับความนิยมมากกว่าชิ้นส่วนของ TI แต่ต้นทุนในการผลิตหน้ากากโลหะจำกัดการใช้งาน อุปกรณ์นี้มีความสำคัญเนื่องจากเป็นพื้นฐานสำหรับอาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้แบบฟิลด์ที่ผลิตโดยSigneticsในปี พ.ศ. 2518 ซึ่งก็คือ 82S100 ( ที่จริงแล้ว Intersilออกสู่ตลาดก่อน Signetics แต่ผลผลิตที่ต่ำทำให้ชิ้นส่วนของพวกเขาไม่ประสบความสำเร็จ) [ 8 ] [ 9 ]
ในปี พ.ศ. 2517 GE ได้ทำข้อตกลงกับMonolithic Memories (MMI) เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ลอจิกแบบโปรแกรมได้ด้วยหน้ากาก (mask-programmable logic device) ที่รวมนวัตกรรมของ GE เข้าไว้ด้วยกัน อุปกรณ์นี้มีชื่อว่าprogrammable associative logic arrayหรือ PALA MMI 5760 เสร็จสมบูรณ์ในปี พ.ศ. 2519 และสามารถใช้งานวงจรแบบหลายระดับหรือแบบลำดับที่มีเกตมากกว่า 100 ตัวได้ อุปกรณ์นี้ได้รับการสนับสนุนโดยสภาพแวดล้อมการออกแบบของ GE ซึ่งสมการบูลีนจะถูกแปลงเป็นรูปแบบหน้ากากเพื่อกำหนดค่าอุปกรณ์ ชิ้นส่วนนี้ไม่เคยถูกนำออกสู่ตลาด[ 10 ]
เทคโนโลยี
กองทัพปลดปล่อยประชาชน
ในปี พ.ศ. 2513 Texas Instrumentsได้พัฒนา IC ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ด้วยหน้ากากโดยอิงจากหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวแบบเชื่อมโยง (ROAM) ของIBMอุปกรณ์นี้คือ TMS2000 ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมได้โดยการเปลี่ยนแปลงชั้นโลหะในระหว่างการผลิต IC TMS2000 มีอินพุตสูงสุด 17 ช่องและเอาต์พุต 18 ช่อง พร้อมด้วยฟลิปฟลอป JK 8 ตัว สำหรับหน่วยความจำ TI ได้บัญญัติศัพท์คำว่าอาร์เรย์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้สำหรับอุปกรณ์นี้[ 4 ]
วงจรลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLA) ประกอบด้วยวงจรเกต AND แบบโปรแกรมได้ ซึ่งเชื่อมต่อกับวงจรเกต OR แบบโปรแกรมได้ จากนั้นจึงสามารถทำการกลับค่าแบบมีเงื่อนไขเพื่อสร้างเอาต์พุตได้ PLA มีลักษณะคล้ายกับแนวคิดของ ROM แต่ PLA ไม่สามารถถอดรหัสตัวแปรได้อย่างสมบูรณ์และไม่สามารถสร้างมินเทอร์ม ทั้งหมด ได้เหมือนใน ROM
ตัวจัดลำดับตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLS/FPLS) คล้ายกับ PLA แต่มีเอาต์พุตที่ลงทะเบียนแบบอินทิกรัลโดยใช้ฟลิปฟลอป จำนวนหนึ่ง เพื่อให้สามารถสร้างเครื่องสถานะ บางประเภท ได้Signeticsได้แนะนำ FPLS ตัวแรกในปี 1979 [ 11 ]
เพื่อน
อุปกรณ์ PAL มีอาร์เรย์ของเซลล์ทรานซิสเตอร์ที่จัดเรียงอยู่ในระนาบ "OR คงที่, AND โปรแกรมได้" ซึ่งใช้ในการสร้างสมการตรรกะไบนารีแบบ "ผลรวมของผลคูณ" สำหรับแต่ละเอาต์พุต โดยพิจารณาจากอินพุตและการป้อนกลับแบบซิงโครนัสหรืออะซิงโครนัสจากเอาต์พุต
ในปี 1978 MMI ได้เปิดตัวอุปกรณ์ที่ก้าวล้ำ นั่นคือวงจรลอจิกแบบอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้หรือ PAL สถาปัตยกรรมของมันเรียบง่ายกว่า FPLA ของ Signetics เพราะตัดส่วนของวงจร OR ที่ตั้งโปรแกรมได้ออกไป ทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำงานได้เร็วขึ้น มีขนาดเล็กลง และราคาถูกลง PAL มีจำหน่ายในแพ็คเกจ DIP 20 ขา ขนาด 300 มิลลิเมตร ในขณะที่ FPLA มาในแพ็คเกจ 28 ขา ขนาด 600 มิลลิเมตร คู่มือ PAL ได้อธิบายกระบวนการออกแบบอย่างเข้าใจง่าย ซอฟต์แวร์ออกแบบ PALASM (ตัวประกอบ PAL) แปลงสมการบูลีนของวิศวกรให้เป็นรูปแบบฟิวส์ที่จำเป็นสำหรับการตั้งโปรแกรมชิ้นส่วน ในไม่ช้า อุปกรณ์ PAL ก็ถูกผลิตซ้ำโดย National Semiconductor, Texas Instruments และ AMD
หลังจากที่ MMI ประสบความสำเร็จกับชิ้นส่วน PAL แบบ 20 พินแล้วAMD ก็ได้เปิดตัว PAL รุ่น 22V10แบบ 24 พินที่มีคุณสมบัติเพิ่มเติม หลังจากซื้อกิจการ MMI (ในปี 1987) AMD ได้แยกธุรกิจที่รวมกันออกมาเป็นบริษัท Vantisและธุรกิจนั้นก็ถูกซื้อกิจการโดยLattice Semiconductorในปี 1999
สาวๆ

อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นจาก PAL คือ อุปกรณ์ลอจิกอาร์เรย์ทั่วไป หรือ GAL ซึ่งคิดค้นโดยLattice Semiconductorในปี 1985 อุปกรณ์นี้มีคุณสมบัติทางตรรกะเหมือนกับ PAL แต่สามารถลบและตั้งโปรแกรมใหม่ได้ GAL มีประโยชน์มากในขั้นตอนการสร้างต้นแบบของการออกแบบ เนื่องจาก สามารถแก้ไข ข้อผิดพลาด ใดๆ ในตรรกะได้โดยการตั้งโปรแกรมใหม่ GAL จะถูกตั้งโปรแกรมและตั้งโปรแกรมใหม่โดยใช้โปรแกรมเมอร์ PAL หรือในกรณีของชิปที่รองรับ ก็สามารถใช้เทคนิค การตั้งโปรแกรมแบบในวงจรได้
Lattice GALs ผสานรวม เทคโนโลยี CMOSและเทคโนโลยีเกตลอยที่ลบได้ด้วยไฟฟ้า (E2 )เพื่อสร้างอุปกรณ์ลอจิกความเร็วสูงและใช้พลังงานต่ำ อุปกรณ์ที่คล้ายกันนี้เรียกว่า PEEL (programmable electrically erasable logic) ซึ่งพัฒนาโดยบริษัท International CMOS Technology (ICT)
บางครั้งชิป GAL จะถูกเรียกว่าอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ง่าย (SPLD) ซึ่งเป็นส่วนเสริมของอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ซับซ้อน (CPLD) ที่จะกล่าวถึงต่อไป
ซีพีแอลดี
PAL และ GAL มีจำหน่ายเฉพาะขนาดเล็ก ซึ่งเทียบเท่ากับเกตตรรกะเพียงไม่กี่ร้อยตัว สำหรับวงจรตรรกะขนาดใหญ่สามารถใช้ PLD หรือ CPLD ที่ซับซ้อนกว่าได้ อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วย PAL หลายตัวที่เชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อที่ตั้งโปรแกรมได้ทั้งหมดใน วงจรรวม เดียว CPLD สามารถแทนที่เกตตรรกะได้หลายพัน หรือแม้แต่หลายแสนตัว
CPLD บางตัวถูกตั้งโปรแกรมโดยใช้โปรแกรมเมอร์ PAL แต่วิธีนี้ไม่สะดวกสำหรับอุปกรณ์ที่มีขาหลายร้อยขา วิธีการตั้งโปรแกรมแบบที่สองคือการบัดกรีอุปกรณ์ลงบนแผงวงจรพิมพ์ จากนั้นป้อนข้อมูลแบบอนุกรมจากคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเข้าไป CPLD มีวงจรที่ถอดรหัสข้อมูลและกำหนดค่า CPLD ให้ทำงานตามฟังก์ชันตรรกะที่กำหนดไว้ ผู้ผลิตบางราย เช่นAlteraและAtmel (ปัจจุบันคือ Microchip)ใช้JTAGในการตั้งโปรแกรม CPLD ในวงจรจากไฟล์ . JAM
FPGA
ในขณะที่ PAL กำลังถูกพัฒนาไปเป็น GAL และ CPLD (ซึ่งได้กล่าวถึงไปแล้วข้างต้น) ก็มีการพัฒนาอีกกระแสหนึ่งเกิดขึ้นควบคู่กันไป อุปกรณ์ประเภทนี้ใช้ เทคโนโลยี เกตอาร์เรย์และเรียกว่าฟิลด์โปรแกรมเมเบิลเกตอาร์เรย์ (FPGA) ตัวอย่างแรกๆ ของ FPGA ได้แก่ อาร์เรย์ 82S100 และซีเควนเซอร์ 82S105 จากบริษัท Signetics ซึ่งเปิดตัวในช่วงปลายทศวรรษ 1970 82S100 เป็นอาร์เรย์ของเทอม AND ส่วน 82S105 ยังมีฟังก์ชันฟลิปฟลอปด้วย
(หมายเหตุ: ไอซี 82S100 และไอซีที่คล้ายกันจาก Signetics มีโครงสร้าง PLA คือ ระนาบ AND + ระนาบ OR)
FPGA ใช้ตารางของเกตตรรกะและเมื่อจัดเก็บแล้ว ข้อมูลจะไม่เปลี่ยนแปลง คล้ายกับเกตอาร์เรย์ทั่วไป คำว่า " ฟิลด์โปรแกรมได้"หมายความว่าอุปกรณ์นั้นถูกโปรแกรมโดยลูกค้า ไม่ใช่ผู้ผลิต FPGA และเกตอาร์เรย์มีความคล้ายคลึงกัน แต่เกตอาร์เรย์สามารถกำหนดค่าได้เฉพาะในโรงงานระหว่างการผลิตเท่านั้น[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
โดยทั่วไป FPGA จะถูกตั้งโปรแกรมหลังจากบัดกรีลงบนแผงวงจรในลักษณะเดียวกับ CPLD ขนาดใหญ่ ใน FPGA ขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ การกำหนดค่าจะเปลี่ยนแปลงได้และต้องโหลดกลับเข้าไปในอุปกรณ์ทุกครั้งที่มีการจ่ายไฟหรือเมื่อต้องการฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกัน การกำหนดค่ามักจะถูกจัดเก็บไว้ในPROM การกำหนด ค่า EEPROMหรือหน่วยความจำแฟลช[ 15 ] EEPROM เวอร์ชันอาจสามารถตั้งโปรแกรมได้ในระบบ (โดยทั่วไปผ่านJTAG )
ความแตกต่างระหว่าง FPGA และ CPLD คือ FPGA ใช้ตารางค้นหา (LUT) เป็นพื้นฐานภายใน ในขณะที่ CPLD สร้างฟังก์ชันตรรกะด้วยกลุ่มเกต (เช่นผลรวมของผลคูณ ) CPLD เหมาะสำหรับงานออกแบบที่เรียบง่ายกว่า ในขณะที่ FPGA เหมาะสำหรับงานออกแบบที่ซับซ้อนกว่า โดยทั่วไปแล้ว CPLD เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับ การใช้งาน ตรรกะเชิงผสมใน วงกว้าง ในขณะที่ FPGA เหมาะสำหรับเครื่องสถานะ ขนาดใหญ่ เช่นไมโครโปรเซสเซอร์
รูปแบบอื่นๆ
วงจรไมโครโปรเซสเซอร์เหล่านี้ประกอบด้วยฟังก์ชันคงที่ บางส่วน และฟังก์ชันอื่นๆ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยโค้ดที่ทำงานบนโปรเซสเซอร์ การออกแบบระบบที่เปลี่ยนแปลงตัวเองได้นั้นจำเป็นต้องให้วิศวกรเรียนรู้วิธีการใหม่ๆ และพัฒนาเครื่องมือซอฟต์แวร์ใหม่ๆ ขึ้นมา
ปัจจุบันมีการจำหน่าย PLD ที่ประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีฟังก์ชันคงที่ (ที่เรียกว่าแกนหลัก ) ซึ่งล้อมรอบด้วยลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้นักออกแบบสามารถมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มคุณสมบัติใหม่ ๆ ให้กับการออกแบบโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการทำให้ไมโครโปรเซสเซอร์ทำงานได้ นอกจากนี้ ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีฟังก์ชันคงที่ยังใช้พื้นที่บนชิปน้อยกว่าส่วนหนึ่งของอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งใช้โปรเซสเซอร์เดียวกัน ทำให้มีพื้นที่เหลือมากขึ้นสำหรับอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมได้เพื่อบรรจุวงจรเฉพาะทางของนักออกแบบ
วิธีที่ PLD รักษาการตั้งค่าไว้
PLD คือการรวมกันของอุปกรณ์ตรรกะและ อุปกรณ์หน่วย ความจำหน่วยความจำใช้สำหรับจัดเก็บรูปแบบที่ป้อนให้กับชิปในระหว่างการตั้งโปรแกรม วิธีการส่วนใหญ่สำหรับการจัดเก็บข้อมูลในวงจรรวมได้รับการดัดแปลงเพื่อใช้ใน PLD ซึ่งได้แก่:
แอนติฟิวส์ซิลิคอนคือการเชื่อมต่อที่สร้างขึ้นโดยการจ่ายแรงดันไฟฟ้าผ่านบริเวณซิลิคอนที่ได้รับการดัดแปลงภายในชิป เรียกว่าแอนติฟิวส์เพราะมันทำงานในทางตรงกันข้ามกับฟิวส์ทั่วไป ซึ่งเริ่มต้นจากการเชื่อมต่อจนกระทั่งถูกตัดขาดโดยกระแสไฟฟ้า
SRAM หรือ Static RAM เป็นหน่วยความจำแบบระเหยได้ หมายความว่าข้อมูลในหน่วยความจำจะหายไปทุกครั้งที่ปิดเครื่อง ดังนั้น PLD ที่ใช้ SRAM จึงต้องได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่ทุกครั้งที่เปิดวงจร ซึ่งโดยปกติแล้วส่วนอื่นของวงจรจะดำเนินการโดยอัตโนมัติ
เซลล์หน่วยความจำ EPROM คือMOSFET (ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กโลหะออกไซด์เซมิคอนดักเตอร์ หรือทรานซิสเตอร์ MOS) ที่สามารถเปิดใช้งานได้โดยการดักจับประจุไฟฟ้าอย่างถาวรบนขั้วเกต ซึ่งทำได้โดยโปรแกรมเมอร์ PAL ประจุนี้จะคงอยู่เป็นเวลาหลายปีและสามารถลบออกได้โดยการนำชิปไปสัมผัสกับ แสง อัลตราไวโอเลต ที่มีความเข้มสูง ในอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องลบ EPROM
หน่วยความจำแฟลชเป็นหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน สามารถเก็บรักษาข้อมูลไว้ได้แม้จะปิดเครื่องแล้วก็ตาม ข้อมูลถูกจัดเก็บใน เซลล์หน่วยความจำ MOSFET แบบ floating-gateและสามารถลบและเขียนโปรแกรมใหม่ได้ตามต้องการ ทำให้มีประโยชน์ใน PLD ที่อาจต้องเขียนโปรแกรมใหม่บ่อยครั้ง เช่น PLD ที่ใช้ในต้นแบบ หน่วยความจำแฟลชเป็น EEPROM ชนิดหนึ่งที่เก็บข้อมูลโดยใช้ประจุไฟฟ้าที่กักเก็บไว้คล้ายกับ EPROM ดังนั้น หน่วยความจำแฟลชจึงสามารถเก็บข้อมูลได้นานหลายปี แต่ก็อาจจะไม่นานเท่า EPROM
ณ ปี 2005 CPLD ส่วนใหญ่สามารถตั้งโปรแกรมและลบข้อมูลได้ด้วยไฟฟ้า และเป็นแบบไม่ระเหย (non-volatile) เนื่องจากมีขนาดเล็กเกินกว่าที่จะต้องเสียเวลาในการตั้งโปรแกรมเซลล์ SRAM ภายในทุกครั้งที่เริ่มต้นการทำงาน และเซลล์ EPROM มีราคาแพงกว่าเนื่องจากใช้วัสดุเซรามิกที่มีหน้าต่างควอตซ์
อีพีแอลดี

อุปกรณ์ลอจิกที่ลบและตั้งโปรแกรมได้ ( EPLD ) คือวงจรรวมที่ประกอบด้วยอาร์เรย์ของ PLD ที่ไม่ได้เชื่อมต่อไว้ล่วงหน้า การเชื่อมต่อจะถูกตั้งโปรแกรมด้วยไฟฟ้าโดยผู้ใช้ อุปกรณ์ GAL และ FPGA ส่วนใหญ่เป็นตัวอย่างของ EPLD หรือ EEPLD
EPLDใช้เทคโนโลยีเดียวกับEPROMโดยมีหน้าต่างควอตซ์ในแพ็คเกจที่ช่วยให้สามารถลบข้อมูลได้เมื่อสัมผัสกับแสง UV [ 16 ] [ 17 ]
EEPLDสามารถลบข้อมูลด้วยไฟฟ้าได้โดยใช้เทคโนโลยีเดียวกับEEPROM [ 16 ] [ 17 ]
ภาษาโปรแกรม PLD
อุปกรณ์การเขียนโปรแกรม PAL จำนวนมากยอมรับอินพุตในรูปแบบไฟล์มาตรฐาน ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า ' ไฟล์ JEDEC ' โดยมีลักษณะคล้ายคลึงกับคอมไพเลอร์ซอฟต์แวร์ ภาษาที่ใช้เป็นซอร์สโค้ดสำหรับคอมไพเลอร์ตรรกะเรียกว่าภาษาคำอธิบายฮาร์ดแวร์หรือ HDL [ 1 ]
PALASM , ABELและCUPLมักใช้สำหรับอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนต่ำ ในขณะที่VerilogและVHDLเป็นภาษาเขียนโปรแกรมระดับสูงที่ได้รับความนิยมสำหรับอุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่า ABEL ที่มีข้อจำกัดมากกว่ามักถูกใช้ด้วยเหตุผลทางประวัติศาสตร์ แต่สำหรับงานออกแบบใหม่ VHDL ได้รับความนิยมมากกว่า แม้แต่สำหรับงานออกแบบที่มีความซับซ้อนต่ำก็ตาม
สำหรับภาษาการเขียนโปรแกรม PLD สมัยใหม่ กระบวนการออกแบบ และเครื่องมือต่างๆ โปรดดูที่FPGAและการประมวลผลแบบปรับเปลี่ยนได้
อุปกรณ์ตั้งโปรแกรม PLD
โปรแกรมเมอร์อุปกรณ์ใช้สำหรับถ่ายโอนรูปแบบตรรกะบูลีนไปยังอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้ ในช่วงแรกๆ ของตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ ผู้ผลิต PLD ทุกรายยังผลิตโปรแกรมเมอร์อุปกรณ์เฉพาะสำหรับตระกูลอุปกรณ์ตรรกะของตนด้วย ต่อมา โปรแกรมเมอร์อุปกรณ์อเนกประสงค์ได้เข้าสู่ตลาดซึ่งรองรับตระกูลอุปกรณ์ตรรกะหลายตระกูลจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน ปัจจุบันโปรแกรมเมอร์อุปกรณ์ส่วนใหญ่สามารถตั้งโปรแกรม PLD ทั่วไป (ส่วนใหญ่เป็น PAL/GAL ที่เทียบเท่า) จากผู้ผลิตที่มีอยู่ทั้งหมดได้ รูปแบบไฟล์ทั่วไปที่ใช้ในการจัดเก็บรูปแบบตรรกะบูลีน (ฟิวส์) ได้แก่ JEDEC, Altera POF (ไฟล์วัตถุที่ตั้งโปรแกรมได้) หรือ Xilinx BITstream [ 18 ]
ดูเพิ่มเติม
- อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ซับซ้อน (CPLD)
- วงจรเกตโปรแกรมได้ภาคสนาม (FPGA)
- อาร์เรย์มาโครเซลล์
- วงจรลอจิกอาร์เรย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ (PAL)
ลิงก์ภายนอก
- "เครื่องมือ PLD สำหรับสร้างไฟล์ SVF, JAM, STAPL และรูปแบบอื่นๆ" JTAG / boundary-scan Corelis. 1 ธันวาคม 2010. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2012. สืบค้นเมื่อ18 กรกฎาคม 2011 .
- "FPGA และ CPLD"บริษัท แลตติซ เซมิคอนดักเตอร์
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้
อุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ ( PLD ) เป็น ส่วนประกอบ อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างวงจรดิจิทัลที่ปรับเปลี่ยนได้ แตกต่างจากลอจิกดิจิทัลที่สร้างขึ้นโดยใช้เกตลอจิก แบบแยก...
ประวัติศาสตร์
ในปี พ.ศ. 2512 Motorola ได้นำเสนอ XC157 ซึ่งเป็นอาร์เรย์เกตที่ตั้งโปรแกรมด้วยหน้ากากที่มีเกต 12 ตัวและพินอินพุต/เอาต์พุตที่ยังไม่ได้ใช้งาน 30 พิน [ 3 ]
กองทัพปลดปล่อยประชาชน
ในปี พ.ศ. 2513 Texas Instruments ได้พัฒนา IC ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ด้วยหน้ากากโดยอิงจากหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวแบบเชื่อมโยง (ROAM) ของ IBM อุปกรณ์นี้คือ TMS2000 ซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมได้โดยการเปลี่ยนแปลงชั้นโลหะในระหว่างการผลิต IC TMS2000 มีอินพุตสูงสุด...
เพื่อน
อุปกรณ์ PAL มีอาร์เรย์ของเซลล์ทรานซิสเตอร์ที่จัดเรียงอยู่ในระนาบ "OR คงที่, AND โปรแกรมได้" ซึ่งใช้ในการสร้างสมการตรรกะไบนารีแบบ "ผลรวมของผลคูณ" สำหรับแต่ละเอาต์พุต โดยพิจารณาจากอินพุตและการป้อนกลับแบบซิงโครนัสหรืออะซิงโครนัสจากเอาต์พุต