3.2 Плис

Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) — электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются программаторы и отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др. Альтернативой ПЛИС являются: программируемые логические контроллеры (ПЛК), базовые матричные кристаллы (БМК), требующие заводского производственного процесса для программирования; ASIC — специализированные заказные большие интегральные схемы (БИС), которые при мелкосерийном и единичном производстве существенно дороже; специализированные компьютеры, процессоры (например, цифровой сигнальный процессор) или микроконтроллеры, которые из-за программного способа реализации алгоритмов в работе медленнее ПЛИС.

Некоторые производители ПЛИС предлагают программные процессоры для своих ПЛИС, которые могут быть модифицированы под конкретную задачу, а затем встроены в ПЛИС. Тем самым обеспечивается уменьшение места на печатной плате и упрощение проектирования самой ПЛИС, за счёт быстродействия.

ПЛИС широко используется для построения различных по сложности и по возможностям цифровых устройств.

ПЛИС рассматриваются в настоящее время как наиболее перспективная элементная база для построения цифровой аппаратуры разнообразного значения. Появляются и новые возможности реализации на программируемых микросхемах аналоговых и аналого-цифровых устройств. Перспективность ПЛИС базируется на ряде их достоинств, к числу которых можно отнести перечисленные ниже, справедливые для ПЛИС вообще, безотноси­тельно к их конкретным разновидностям.

– Универсальность и связанный с нею высокий спрос со стороны потреби­телей, что обеспечивает массовое производство.

– Низкая стоимость, обусловленная массовым производством и высоким процентом выхода годных микросхем при их производстве вследствие достаточно регулярной структуры.

– Высокое быстродействие и надежность как следствие реализации на базе передовых технологий и интеграции сложных устройств на одном кри­сталле.

– Разнообразие конструктивного исполнения, поскольку обычно одни и те же кристаллы поставляются в разных корпусах.

– Разнообразие в выборе напряжений питания и параметров сигналов вво­да/вывода, а также режимов снижения мощности, что особенно важно для портативной аппаратуры с автономным питанием.

– Наличие разнообразных, хорошо развитых и эффективных программных средств автоматизированного проектирования, малое время проектирова­ния и отладки проектов, а также выхода продукции на рынок.

– Простота модификации проектов на любых стадиях их разработки.

Для новейших вариантов ПЛИС с динамическим репрограммированием структур кроме важных с общих позиций свойств следует назвать и дополнительную специфическую черту: возможность построения на базе динами­чески репрограммируемых микросхем новых классов аппаратуры с многофунк­циональным использованием блоков.