3.4.4. Репрограмміруемом пліс
Репрограмміруемом прилади зазвичай сумісні з тіпономіналов існуючих серій ПЛП попередніх поколінь. Наприклад, архітектура ПЛІС ЕР300/ЕР310 забезпечує пряме заміщення функцій, виконуваних серією 20-вивідних РAL. Наявність управління вводомвиводом забезпечує не тільки функціональне заміщення, але і сумісність за висновками.
Програмована логічна інтегральна мікросхема з електричним стиранням GAL16V8 також сумісна з 21 типом 20-вивідних РАL, причому сумісність забезпечується не тільки за робочим характеристикам і функціональним можливостям, але і по картах програмування перемичок. Схему можна впроваджувати в якості заміни у вже існуючі системи без необхідності будь-яких змін у їх структурі. Вихідна логічна макроячейки цієї ІМС може бути запрограмована на ряд різних конфігурацій, що не є в конкретної серії ПМЛ. У цьому випадку використовується термін супернабор, або суперкомплект.
Репрограмміруемом ПЛІС не несе в собі можливості заміни цілих серій ПЛМ і ПМЛ. Репрограмміруемом ПЛІС відносяться до нового покоління програмованої логіки. Їх архітектура спрямована на усунення недоліків раніше розроблених ПЛП з метою підвищення конкурентної спроможності. Багато в чому цьому сприяє КМОП-технологія, потенційно забезпечує меншу споживану потужність і більший ступінь інтеграції. Крім того, підвищенню ступеня інтеграції сприяють менші в порівнянні з плавкими перемичками розміри програмованих структур репрограмміруемом ПЛІС.
До розряду промислових стандартних ПЛІС відноситься прилад 22V10. Він випускається декількома фірмами і виготовляється як по біполярної, так і по КМОП-технології, а також за технологією КМОП СППЗУ. Схема має 132 терма твори, які подаються на вихідні макроячейки. Кожна з цих макроячеек може індивідуально програмуватися для роботи в одному з чотирьох режимів: регістровому, комбінаторному, з високим і низьким порогами. Крім того, 22V10 дозволяє здійснювати змінне розподіл термів творів. За обраним виходом може бути закріплено від 8 до 16 термів. Фактично незалежно від технології виготовлення 22V10 може замістити всі 24-вивідні ПЛП з суміщенням за висновками.
Більш досконалим є ПЛП V750 фірми Аmtel. Інтегральна мікросхема має близьку до 22V10 структуру вводу-виводу: 10 обираних контактів вводу / виводу і 12 спеціалізованих вхідних контактів, але більш складну внутрішню структуру. Вона має два тригера на вихідну макроячейки (у 22V10 один). Обидва тригера в кожній макроячейке мають власний вентиль АБО і власну лінію зворотного зв'язку (справжню і комплементарних) з програмованою матрицею І поряд зі звичайною лінією через контакти вводу-виводу. Кожен тригер має власну лінію подачі тактового імпульсу, що йде з матриці. Два вентиля АБО мають власні з'єднання з матрицею.
Ця вдосконалена архітектура забезпечує додаткові вигоди. При від'єднанні одного або обох тригерів від вихідного контакту макроячейки тригери можна використовувати як регістрів і розвантажити контакт вводу-виводу. Крім того, терми творів можна направити назад в матрицю І, також розвантаживши контакт вводу-виводу.
Гнучкість і досконалість архітектури ПЛІС V750 дозволяє їй заміщати 22V10, 32V10 і 20RА10, а також ряд схем застосування ЕР600.
Прикладом ефективного перекладу тра ¬ Діціон ПЛІС на більш високий рівень архітектури і ступеня інтеграції є ЕСПЛП 18СV8 фірм Гулд і IСТ. Можна встановити її вихідні макроячейки в 12 різних конфігурацій шляхом програмування двунаправленного введення-виведення, регістрових або комбінаторних виходів, полярності виходів і реєстрової або комбінаторної зворотного зв'язку з матрицею І-АБО. Дозвіл кожного виходу макроячейки здійснюється незалежно. Вона має входи синхронної попередньої установки і асинхронного скидання. Інтегральна мікросхема може емулювати більшість існуючих біполярних ПЛІС і допускає більш 100 нових конфігурацій, що не є в звичайних ПЛП.
Особливістю багатьох КМОП ПЛІС є «нульова» потужність споживання в резервному режимі (Pпот.р = 0). Це означає, що терми творів порушуються тільки тоді, коли змінюються вхідні сигнали. Хоча це призводить до додаткової затримки сигналу, при вмілому проектуванні вона виходить відносно малою. У ПЛІС серії ЕР фірми АІега типової струм споживання зменшується з 15 - 50 мА в активному режимі (10 МГц) до 10 мкА в резервному. Ця особливість приваблива для областей застосування з обмеженими можливостями джерела живлення.
Репрограмміруемом логічні інтегральні мікросхеми та особливо ЕСПЛІС вважаються найбільш перспективними для використання в апаратурі. Зміна їх конфігурації і повторне використання вимагає менше 1 с і може бути здійснено безпосередньо в апаратурі. Для переконфігурації СПЛІС необхідно вийняти її з апаратури і піддати впливу ультрафіолетового опромінення протягом 15 - 20 хв і тільки потім повторно програмувати.
В умовах виробництва та експлуатації ЕСПЛІС найбільш повно дозволяють реалізувати переваги скорочення номенклатури складських запасів і універсальності програмованої конфігурації.
Один кристал ЕСПЛІС дозволяє здійснювати модифікацію, обслуговування, модернізацію та функціональні зміни в апаратурі в умовах її експлуатації.
Технологія КМОП забезпечує репрограмміруемом ПЛІС високу завадостійкість і великий діапазон робочих напруг.