Тема 6. Интегрированные системы элементов Лекция 6. Программируемые логические устройства

В предыдущих разделах были изучены наиболее простые цифровые электронные компоненты, выполняющие фиксированные логические функции, так называемая ”рассыпная логика”. Их изучение позволяет перейти к рассмотрению более сложных компонентов, в которых интегрированы от десятков единиц до сотен миллионов простейших элементов. Сюда входят:

- программируемые логические устройства (ПЛУ),

- программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС),

- заказные интегральные схемы (ASIC – application specific integrated circuit)

Наименьшей степенью интеграции отличаются ПЛУ, которые используются для решения небольших и достаточно простых задач. Они могут быть сконфигурированы ( перепрограммированы) пользователем для реализации различных функций. В отличии от них заказные интегральные схемы ASIC могут содержать сотни миллионов простейших логических элементов ( вентилей) и могут выполнять очень сложные функции. Их разработка представляет собой сложный, длительный и дорогостоящий процесс, которым занимаются большие специализированные компании. Поэтому внешним потребителям целесообразно рассматривать только укрупнённо их архитектуру и особенности взаимодействия с внешней средой, не вдаваясь в подробности схемотехники отдельных узлов. Основы архитектуры компьютеров, реализуемых в виде ASIC, будут рассмотрены в последующих разделах.

ПЛИС занимают промежуточное положение между ПЛУ и заказными интегральными схемами. С одной стороны, реализуемые ими функции, могут быть оперативно запрограммированы и перепрограммированы на месте самим пользователем. С другой стороны, ПЛИС могут содержать миллионы логических вентилей, что позволяет реализовывать чрезвычайно большие и сложные функции.