- •18.2. Характеристики и параметры логических элементов
- •2. Транзисторно−транзисторная логика (ттл).
- •18.4. Транзисторно−транзисторная логика с диодами Шоттки (ттлш)
- •3. Логика на основе комплементарных ключей на моп-транзисторах (кмоп)
- •4. Шифраторы
- •5. Дешифраторы
- •6. Мультиплексоры
- •7. Демультиплексоры
- •8. Сумматоры
- •9, Вычитатели
- •10, Цифровые компараторы
- •11, Перемножители
- •16,,,,,,,,,Реверсивные счетчики.
- •18,,,,,,,,,,Сдвиговые регистры.
- •25.2. Сдвиговые регистры
- •17,,,,,,,,,,Разновидности регистров. Параллельные регистры.
- •19,,,,,,,,,,Реверсивные регистры.
- •20,,,,,,,,,,,Запоминающие устройства. Разновидности, характеристики.
- •21,,,,,,,,,,Структуры зу.
- •23,,,,,,,,,,,,,Пзу и ппзу.
- •24,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Flash-память.
- •25,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Озу типа fram.
- •26.7. Построение плат памяти
- •26,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Плис. Общие понятия. Разновидности.
- •27,,,,,,,,,,,,,,,,,,Программируемые логические матрицы (pla).
- •28,,,,,,,,,,,,,,,,Программируемая матричная логика (pal), базовые матричные кристаллы (ga).
- •27.4. Базовые матричные кристаллы (ga)
- •29,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Программируемые вентильные матрицы (fpga). Программируемые коммутируемые матричные блоки (cpld)
- •27.6. Программируемые коммутируемые матричные блоки (cpld)
- •30,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Программируемые аналоговые интегральные схемы (fpaa)
- •31,,,,,,,,,,,,,,Плис типа «система на кристалле» (SoC).
- •32,,,,,,,,,,,,,,Цап. Общие положения. Погрешности цап.
- •28.7. Параметры цап
- •33,,,,,,,,,,,,,,Цап с суммированием токов.
- •34,,,,,,,,,,,,Цап типа r-2r.
- •35,,,,,,,,,,,,,Сегментированные цап.
- •36,,,,,,,,,,,,,,,Цифровые потенциометры. Цап прямого цифрового синтеза.
- •28.6. Цап прямого цифрового синтеза
- •37,,,,,,,,,,,,,,,,,,Ацп. Общие положения. Параметры ацп. Погрешности ацп.
- •38,,,,,,,,,,,,, Разновидности ацп. Параллельные ацп.
- •39,,,,,,,,,,,,,,,Ацп поразрядного уравновешивания.
- •40,,,,,,,,,,,,Конвейерные ацп.
30,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Программируемые аналоговые интегральные схемы (fpaa)
Схемы аналоговой обработки сигналов выполняются на дискретных компонентах – операционных усилителях, компараторах, мультиплексорах и т.п. При этом аналоговая часть схемы зачастую занимает большую часть площади печатной платы и требует сложной настройки. Решить проблему создания разнообразных аналоговых устройств, кардинально снизив стоимость и габариты, позволяет использование программируемых аналоговых интегральных схем ПАИС (FPAA).
Фирма Lattice Semiconductor разработала семейство FPAA микросхем ispPAC (In-System Programmable Analog Circuit).
Заложенная в эту серию архитектура основывается на следующих базовых функциональных ячейках: инструментальный усилитель (IA), выходной усилитель (OA), реализованных по схеме сумматора/интегратора, 2,5-вольтовый источник опорного напряжения (Reference, ИОН), 8-разрядный ЦАП с выходом по напряжению, и сдвоенный компаратор (CP). Аналоговые входы и выходы ячеек (кроме ИОН) для повышения динамического диапазона обрабатываемых сигналов выполнены по дифференциальной схеме. Два IA и один OA образуют макроячейку, называемую PAC-блоком, в которой выходы IA соединены с суммирующими входами OA. ispPAC10 имеет четыре такие макроячейки, а ispPAC20 — две. В состав ispPAC20 также входят ячейки ЦАП и компараторов. В макроячейке программируются коэффициент усиления IA в диапазоне от -10 до +10 с шагом 1, величина емкости конденсатора обратной связи в OA (128 возможных значений) и включение/выключение сопротивления обратной связи в OA.
Существует два типа FPAA – динамически и статически конфигурируемые. Различие их заключается в том, что динамически конфигурируемая схема позволяет изменять функциональную структуру в реальном масштабе времени в работающем устройстве.
В основе FPAA лежат конфигурируемые аналоговые блоки (САВ), которые содержат наборы элементов для реализации аналоговых схем – операционные усилители, источники образцового напряжения, компараторы, ЦАП, конфигурационную память (LUT, Look-Up Table) и интерфейс.
Конфигурируемые двунаправленные ячейки (IO, Input/Output Cell) служат для подачи аналоговых сигналов на САВ. Каждый вход ячейки может непосредственно подключаться к одному из блоков или предварительно обрабатываться с помощью набора из стандартных элементов, входящих в состав этой ячейки: буферный усилитель, усилитель с программируемым коэффициентом усиления, программируемый фильтр нижних частот, прецизионный усилитель.
Конфигурируемая мультиплексированная ячейка входа/выхода содержит на входе мультиплексор, который подключает один их четырех дифференциальных или несимметричных сигналов к ячейке IO.
Конфигурируемые выходные ячейки Output Cell позволяют выводить из FPAA как аналоговые сигналы, так и логические уровни. Сигналы из различных аналоговых блоков подаются на вход ячейки через программируемый мультиплексор. Каждая выходная ячейка содержит программируемый ФНЧ. Некоторые элементы из стандартной библиотеки требуют вывода сигналов в цифровой форме, например выходы данных и синхронизации АЦП. В этом случае выходные ячейки могут быть сконфигурированы в режиме цифрового выхода.
Конфигурируемый аналоговый блок (САВ) содержит статические и динамические ключи. Динамические ключи управляются входными и тактовыми сигналами и логикой регистра последовательного приближения. Статические ключи определяют общие схемы коммутации блоков, значения емкости конденсаторов, подключение входов. Независимо от назначения, все ключи управляются с помощью конфигурационной памяти (SRAM).
При включении питания данные из внешнего EPROM загружаются в теневое ОЗУ, а из него копируется в конфигурационное ОЗУ. Во время работы FPAA теневое ОЗУ может быть загружено новыми данными и микросхема начнет работать в новой конфигурации.
Таблица коэффициентов передачи (LUT) содержит информацию о передаточной функции и конфигурации каждого устройства. LUT загружается динамически и может изменить конфигурацию системы во время работы.
АЦП собирается из элементов, которые содержатся в САВ. По структуре это 8-разрядный АЦП последовательного приближения со скоростью преобразования до 250 кГц.
Формирователи опорного напряжения и тока смещения выполнены по схеме термокомпенсированных источников образцового напряжения и служат в качестве ИОН для компараторов, системного нуля и уровней ограничения входных сигналов.
Системные генераторы обеспечивают полную синхронность всех производных сигналов и основной тактовой частоты. В частности, это важно для усилителей со стабилизацией прерыванием и для логики регистра последовательного приближения АЦП.