zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kĩ thuật Viễn thông

Quá trình ứng dụng vi mạch lập trình số trong bộ chuyển mạch BSC p3

Chia sẻ: Asfdg AgaG | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Báo xấu

89
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngoài ra vi mạch còn được thiết kế một mảng bổ sung (mảng bù). Đây là tổng số hạng bù và được thực hiện như một ngỏ vào của mảng AND, nó cho phép bổ sung thêm nhiều tổ hợp. 4. HoÏ vi mạch FPGA ( Field Progammable Gate Array). Họ FPGA được Signetics giới thiệu vào năm 1977 được sử dụng để thay thế cho những cổng nhiều ngõ vào tiêu chuẩn, cấu trúc của nó bao gồm một mảng AND lập trình, với lập trình cực tính ở ngõ ra. Chỉ với một cổng AND có thể biến...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Quá trình ứng dụng vi mạch lập trình số trong bộ chuyển mạch BSC p3

LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG nhöõng tín hieäu ôû ngoõ vaøo vaø nhöõng tín hieäu naøy ñöôïc ñöa tôùi maûng AND. Ngoaøi ra vi maïch coøn ñöôïc thieát keá moät maûng boå sung (maûng buø). Ñaây laø toång soá haïng buø vaø ñöôïc thöïc hieän nhö moät ngoû vaøo cuûa maûng AND, noù cho pheùp boå sung theâm nhieàu toå hôïp. 4. HoÏ vi maïch FPGA ( Field Progammable Gate Array). Hoï FPGA ñöôïc Signetics giôùi thieäu vaøo naêm 1977 ñöôïc söû duïng ñeå thay theá cho nhöõng coång nhieàu ngoõ vaøo tieâu chuaån, caáu truùc cuûa noù bao goàm moät maûng AND laäp trình, vôùi laäp trình cöïc tính ôû ngoõ ra. Chæ vôùi moät coång AND coù theå bieán ñoåi thaønh coång NAND, NOR hay coång OR. Moãi coång AND trong FPGA coù theå bieán ñoåi thaønh caùc coång logic khaùc nhau. FPGA cuõng ñöôïc boå sung linh ñoäng hôn nhöõng coång tieâu chuaån khaùc. Vi maïch ñaïi dieän cho hoï FPGA laø PLS151, coù hình daùng 20 chaân ñöôïc trình baøy ôû hình 3.6. PLS151 coù 6 ngoû vaøo, 12 ngoõ ra vaø coù tín hieäu hoài tieáp ñöa veà maûng AND ñöôïc söû duïng nhö nhöõng ngoõ vaøo. Coù theâm 3 tích soá ñöôïc taïo ra bôûi 3 ñöôøng ñieàu khieån, caùc tín hieäu naøy ñieàu khieån nhöõng coång ñeäm ngoû ra 3 traïng thaùi. FPGA thích hôïp trong caùc thieát keá ñeå giaûi maõ ñòa chæ vaø ñöôïc theâm vaøo caùc chöùc naêng khaùc. 5. HoÏ vi maïch PAL ( Programmable Array Logic). PAL laø moät hoï phoå bieán nhaát trong hoï PLD ñöôïc MONOLITHIC MEMORIES INC giôùi thieäu vaøo naêm 1978. PAL ñöôïc ñaêng kyù baûn quyeàn veà caáu truùc cuûa coâng ty MMI. Caáu truùc cuûa PAL bao goàm moät maûng AND laäp trình theo sau laø moät maûng OR coá ñònh, caáu truùc naøy ñöôïc caûi tieán töø nhöõng khuyeát ñieåm cuûa hoï FPLA. Hình 3.7 minh hoïa cho caáu truùc ñôn giaûn cuûa PAL. Do doaïi boû vieäc söû duïng caàu chì ôû maûng OR, do ñoù soá löôïng tinh theå Silicon ñöôïc söû duïng giaûm, daãn ñeán giaù thaønh cuûa PAL thaáp hôn so vôùi FPLA. Maët khaùc thôøi gian trì hoaõn cuûa PAL ngaén hôn so vôùi FPLA do giaûm ñöôïc söï trì hoaõn khi truyeàn qua maûng OR. Khaûo saùt PAL16L8 coù hình daùng 20 chaân sô ñoà logic ñöôïc trình baøy ôû hình 3.8. Vi maïch naøy coù 8 toå hôïp ngoõ ra, moãi ngoõ ra ñöôïc ñaûo vôùi 7 tích soá cuûa ngoõ vaøo, 6 trong 8 ngoõ ra ñöôïc hoài tieáp veà maûng AND, cho pheùp nhöõng chaân naøy ñöôïc söû duïng vôùi chöùc naêng I/O. Do PAL16L8 coù ngoõ ra taùc ñoäng ôû möùc thaáp neân noù coù theå keát hôïp vôùi caùc IC khaùc cuøng moät möùc taùc ñoäng. ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 30
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Hình 3.6 . Sô ñoà logic cuûa FPGA PLS151 ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 31
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG I3 I2 I1 I0 Maûng OR Maûng AND O3 O2 O1 O0 Hình 3.7 . Sô ñoà logic cuûa PAL ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 32
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG 1 19 2 18 3 17 4 16 5 15 6 14 7 13 8 12 11 9 Hình 3.8. Sô ñoà logic cuûa PAL16L8 ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 33
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG PAL16L8 ñöôïc öùng duïng trong lónh vöïc giaûi maõ ñòa chæ, noù thuaän tieän trong vieäc keát hôïp vôùi caùc boä vi xöû lyù vaø thieát bò ngoaïi vi vì cuøng moät möùc taùc ñoäng. Vôùi nhöõng ñaëc tính nhö toác ñoä töông ñoái cao, giaù thaønh thaáp, thôøi gian truyeàn trì hoaõn khoaûng 7,5ns neân PAL16L8 raát phoå bieán trong coâng nghieäp PLD. Ngoaøi ra PAL16L8 coù moät ñaëc ñieåm môùi so vôùi caùc hoï tröôùc laø coù caàu chì baûo veä, noù duøng ñeå choáng söï sao cheùp, giuùp baûo veä noäi dung beân trong. Ngoaøi PAL16L8 coâng ty MMI coøn giôùi thieäu caùc loaïi vi maïch khaùc nhö PAL16R4, PAL16R6, PAL16R8. Caùc vi maïch naøy coù caáu taïo gioáng nhö PAL16L8 nhöng ôû ngoõ ra söû duïng theâm caùc FF D ñeå choát tín hieäu ngoû ra. Moät theá heä vi maïch PAL ñöôïc coâng ty AMD giôùi thieäu laø PAL22V10 vôùi hình daùng 24 chaân ñöôïc cheá taïo baèng coâng ngheä CMOS thay theá cho coâng ngheä löôõng cöïc. Ñaëc tröng cuûa vi maïch naøy laø ôû ngoû ra ñöôïc cho qua coång PLD. Ngoaøi vieäc taêng soá bieán ngoû vaøo vi maïch naøy coøn coù moät soá ñaëc ñieåm nöõa laø trong haøm logic caùc thaønh phaàn tích soá coù theå thay ñoåi töø 8 ñeán 16 bieán. Ñieàu naøy seõ giuùp cho vi maïch thöïc hieän nhieàu phöông trình phöùc taïp. Nhôø vaøo caáu taïo ôû ngoû ra caùc coång PLD neân caùc ngoû ra hoaëc vaøo cuûa vi maïch coù ñaëc tính giao tieáp 2 chieàu, ñieàu naøy laøm taêng khaû naêng xöû lyù cuûa vi maïch vaø taïo söï thuaän lôïi cho vieäc thieát keá. Do nhöõng ñaëc ñieåm ñaõ ñöôïc caûi tieán neân caùc theá heä vi maïch PAL ñöôïc phoå bieán roäng raõi (ñaëc bieät laø nhoùm vi maïch 20 chaân) vaø PAL ñöôïc xem laø hoï vi maïch ñaïi dieän cho hoï vi maïch soá laäp trình. Ngoaøi ra caùc coâng ty cheá taïo PAL coù choïn löïa trong vieäc kyù hieäu caùc soá treân moät vi maïch. Ñieàu naøy cung caáp cho ngöôøi söû duïng nhöõng thoâng tin caàn thieát coù lieân quan ñeán öùng duïng cuûa vi maïch. Caùc kyù hieäu trong vieäc ñaùnh soá cuûa hoï PAL noùi chung bao goàm 2 soá ñeám ñöôïc taùch rôøi nhau bôûi 1 hay 2 kyù töï. Soá ñaàn tieân trong teân vi maïch cho bieát soá ngoõ vaøo cuûa vi maïch (ñaây chính laø soá bieán ngoõ vaøo cuûa maûng AND). Soá thöù hai bieåu thò soá ngoû ra cuûa vi maïch. Kyù töï naèm giöõa 2 soá chæ ra yù nghóa caùc thuoäc tính cuûa ngoû ra. Moät soá maõ kyù töï coù yù nghóa laø: H taùc ñoäng möùc thaáp. L taùc ñoäng möùc cao. P taùc ñoäng ngoû ra coù theå laäp trình. C phaàn boå sung caùc ngoû ra. S boä tuaàn töï. Caùc kyù hieäu cuûa vi maïch hoï PAL ñöôïc xem laø nhöõng höôùng daãn cô baûn cuûa vi maïch. Ngoaøi ra caùc coâng ty cheá taïo co øn cung caáp baûn thoâng soá kyõ thuaät vaø sô ñoà logic cuûa vi maïch keøm theo ñeå laøm taøi lieäu tham khaûo cho caùc nhaø thieát keá. 6. Hoï vi maïch GAL ( Generic Array Logic). GAL laø moät nhoùm cuûa coâng ngheä EEPLD, noù ñöôïc giôùi thieäu vaø phaùt trieån bôûi coâng ty Lattice Semiconductor Comp. Coâng ty naøy ñaõ ñöa ra moät khaùi nieäm veà coång PLD coù kyù hieäu laø OLMCs (Output Logic Macrocells). ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 34
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG 1 19 2 18 3 17 16 4 5 15 14 6 13 7 12 8 11 9 Hình 3.9 . Sô ñoà logic cuûa GAL16V8 ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 35
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Vi maïch naøy cuõng coù nhöõng ñaëc ñieåm laø coù theå xoùa baèng ñieän vaø laäp trình laïi baèng caùc phaàn meàm vaø coâng cuï hoã trôï. Khaûo saùt caáu truùc cuûa vi maïch GAL16V8 ñöôïc trình baøy ôû hình 3.10, GAL16V8 coù hình daïng 20 chaân laø moät vi maïch phoå bieán trong hoï GAL. Moãi moät OLMC coù 8 ngoû vaøo töông ñöông vôùi 8 tích soá trong moät bieåu thöùc. Ngoaøi ra OLMC cuõng coù tín hieäu hoài tieáp ñöa veà ñeå ñieàu khieån, tín hieäu xung ñoàng hoà, tín hieäu hoài tieáp veà maûng AND. Caùc vi maïch GAL ñeàu coù hoã trôï nhöõng thanh ghi “Preload”, ñieàu naøy coù ích trong vieäc kieåm tra vi maïch. Maët khaùc moät theá heä vi maïch môùi ñöôïc phaùt trieån laø vi maïch laäp trình heä thoáng kyù hieäu laø ispEELD (In-system Progammable). Vi maïch ñaàu tieân laø ispGAL16Z8, caáu truùc cuûa noù gaàn gioáng vôùi GAL16V8 nhöng ñöôïc theâm vaøo 4 chaân ñeå ñieàu khieån laäp trình. Trong heä thoáng ispGAL16Z8 cho pheùp chu kyø laäp trình laø 10000 laàn vaø döõ lieäu ñöôïc giöõ coá ñònh trong khoaûng thôøi gian 20 naêm. Ñoù cuõng laø quy ñònh cuûa nhöõng vi maïch theo nguyeân taéc EPROM. Caáu truùc cuûa hoï GAL laø söï laëp laïi caáu truùc cuûa hoï PAL vaø nhöõng ñaëc ñieåm cuûa hoï GAL ñöoïc thieát keá ñeå keát hôïp vôùi nhöõng vi maïch hoï PAL. Ñieàu naøy ñöôïc theå hieän qua vieäc kyù hieäu caùc vi maïch hoï GAL vaø caáu truùc teá baøo baûo veä cuûa noù. 7. Hoï vi maïch PEEL (Progammable Electrially Erasable Logic). Hoï PEEL ñöôïc coâng ty International Cmos Technology INC giôùi thieäu. Noù ñöôïc cheá taïo vôùi coâng ngheä EEPROM. Caáu truùc cuûa PEEL cuõng töông töï nhö PAL vaø GAL, noù ñöôïc xoùa baèng ñieän vaø laäp trình cuõng nhôø vaøo phaàn meàm hoã trôï. Khaûo sañt vi maïch PEEL18CV8 ñöôïc trình baøy ôû hình 3.10. Vi maïch coù 20 chaân vôùi 8 ngoû ra ñöôïc caáu taïo bôûi coång PLD, moãi ngoõ ra coù 8 tích soá trong moät haøm cuûa bieåu thöùc vaø coù moät tích soá rieâng ñeå ñieàu khieån coång ñeäm ngoû ra. Cöïc tính ngoû ra cuõng ñöôïc laäp trình caùc thanh ghi ôû ngoû ra cuûa vi maïch ñöôïc Reset khoâng ñoàng boä, ngoaøi ra caùc thanh ghi coù theå ñöôïc choát beân trong khi ngoû ra ñöôïc ñieàu khieån bôûi moät bieåu thöùc cuûa toång caùc soá haïng cuûa ngoû vaøo. Ñaëc ñieåm naøy ñöôïc caûi tieán hôn soá vôùi caùc vi maïch PAL16V10 hay GAL16V8. ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 36
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Vaøo/Clk Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Vaøo/ra Ngoû vaøo Hình 3.10 . Sô ñoà logic cuûa PEEL18CV8 8. Hoï vi maïch EPLD (Erasable PLD). Coâng ty Altera laàn ñaàu tieân giôùi thieäu thuaät ngöõ xoùa caùc PLD baèng tia cöïc tím vaø noù ñaõ trôû thaønh thuaät ngöõ chung cho coâng ngheä PLD ñeå tham khaûo cho ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 37
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG caùc vi maïch laäp trình xoùa baèng tia cöïc tím. Töø khi khôûi ñaàu, coâng ty Altera thay ñoåi coâng ngheä cheá taïo PLD töø coâng ngheä löôõng cöïc sang coâng ngheä CMOS vì coâng ngheä CMOS ñaït ñöôïc hieäu suaát cao veà khoâng gian (maät ñoä tích hôïp cao hôn). Nhö PAL16L8 coù maät ñoä tích hôïp töø 100 leân 150 coång, PAL22V10 coù 500 ñeán 600 coång vaø EP310 (laø vi maïch ñaïi dieän cho hoï EPLD) coù treân 1000 coång. Hình 3.12 trình baøy sô ñoà khoái cuûa EP310 coù 20 chaân caáu truùc goàm 8 coång PLD, xung xoùa khoâng ñoàng boä vaø coù theå ñaët tröôùc caùc tích soá. Caáu truùc cuûa coång PLD bao goàm caû khoái ñieàu khieån caáu truùc I/O. Caáu hình cuûa ACB gioáng nhö caáu truùc cuûa coång PLD cuûa vi maïch PAL vaø GAL nhöng coù chöùc naêng hoaït ñoäng ñôn giaûn hôn. Trong ñoù moãi coång coù 8 bieán ngoû vaøo cuøng vôùi moät bieán ñeå ñieàu khieån coång ñeäm ngoû ra. Nhôø vaøo caáu truùc ACB I/O maø EP310 coù caùc tín hieäu toå hôïp ngoû ra taùc ñoäng ôû möùc cao hoaëc thaáp hay caùc tín hieäu ñöôïc ghi cuõng taùc ñoäng ôû möùc cao hoaëc thaáp. Ñoái vôùi tín hieäu hoài tieáp veà maûng AND ñöôïc ñöa veà töø thanh ghi ôû ngoû ra. Caùc coång ñeäm ngoû ra ñöôïc ñieàu khieån baèng caùc bieán rieâng cho pheùp caùc chaân cuûa vi maïch coù theå hoaït ñoäng hai chieàu. Ngoaøi ra EP310 cuõng coù caàu chì baûo veä choáng sao cheùp vaø giôø ñaây caàu chì baûo veä trôû thaønh moät tieâu chuaån cho caùc theá heä PLD môùi. Moät soá vi maïch tieâu bieåu cho hoï EPLD laø EP900, coù caáu taïo 40 chaân, beân trong coù 24 khoái ACB, maät ñoä tích hôïp hôn 1000 coång vôùi caùc toå hôïp ngoû ra coù löïa choïn. Nhöng trong töông lai kyõ thuaät ngaøy caøng phaùt trieån thì maät ñoä tích hôïp coù theå leân ñeán hôn 10000 coång logic trong moät chip. Ngoaøi vi maïch EP900 thì coâng ty Altera coøn giôùi thieäu vi maïch EP1800 coù 68 chaân vôùi caùc chöùc naêng ñöôïc môû roäng hôn so vôùi EP900 vì soá coång logic trong IC ñöôïc taêng gaáp ñoâi vaø soá ngoû vaøo cuõng vaäy. Vi maïch EP1800 coù theå thöïc hieän ñoàng thôøi 4 chöùc naêng khaùc nhau, coù theå xem nhö ñoù laø 4 vi maïch rôøi. Nhöõng vi maïch soá laäp trình ñang höôùng ñeán maät ñoä tích hôïp treân 1000 coång logic trong moät chip thì ñang gaây aûnh höôûng ñeán caùc PLD coù maät ñoä tích hôïp thaáp. Coâng ty Cypress Semicondutor ñang saûn xuaát caùc saûn phaåm öùng duïng coâng ngheä CMOS coù toác ñoä cao. Saûn phaåm caïnh tranh cuûa hoï chuû yeáu laø caùc hoï PAL thoâng thöôøng vaø PAL 22V10 ñaõ taïo ra theá heä PAL coù coâng suaát thaáp, toác ñoä cao neân ñöôïc öùng duïng roäng raõi vaøo caùc lónh vöïc coâng nghieäp khaùc nhau. Nhöõng vi maïch phoå bieán cuûa coâng ty Cypress Semicondutor nhö CY7C330, CY7C331 vaø CY7C332. ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 38
LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP GVHD : TRAÀN VAÊN TROÏNG Vaøo/ra C lk L öïa choïn Ngoû ra 0 1 9 2 13 3 8 . . . 14 . 7 . . 15 . . 6 . . 16 . 5 . . . 17 . 4 . 18 . . 3 . 19 Hình3.11. Sô ñoà logic coång laäp trình cuûa EPLD EP310 2 11 1 36 ÖÙng duïng vi maïch soá laäp trình Trang 39

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.