Программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) — электронный компонент (интегральная микросхема), используемый для создания конфигурируемых цифровых электронных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются программатор и IDE (отладочная среда), позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках описания аппаратуры: Verilog, VHDL, AHDL и др.
Чем же ПЛИС отличается от микроконтроллеров?
Микроконтроллер (англ. Micro Controller Unit, MCU) — микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять относительно простые задачи.
ПЛИС позволяет реализовать свой собственный контроллер. Если в микроконтроллере все внутренние соединения транзисторов жестко заданы производителем, то в ПЛИС все связи задаются прошивкой.
Переконфигурировав внутренние блоки нужным образом, можно получить микросхему, выполняющую на аппаратному уровне нужные нам действия. Можно сконфигурировать так, что получится микроконтроллер. А можно сделать просто таймер, мигающий на выходе светодиодом.
Главное чтобы для реализуемой задачи хватило программируемых блоков, число которых может меняться в большом диапазоне, в зависимости от производителя и модели ПЛИС. С точки зрения программиста микроконтроллер — как человек. Может выполнять только одну задачу одновременно. Может переключаться между разными задачами, ставить будильник, чтобы выполнить что-то по расписанию.
Зато может производить сложные действия и пользоваться разными инструментами (периферией микроконтроллера). ПЛИС же скорее как стадо муравьёв. Каждый из них примитивен, зато их можно группировать для выполнения задачи. Например, если мы сделаем так, что 10 муравьёв срезают колосок пшеницы и выковыривают из него зёрна за одну минуту, то имея достаточное количество муравьёв (объём ПЛИС), можно легко убрать целое поле пшеницы за ту же минуту 🙂 Или к примеру, помигать светодиодом на микроконтроллере легко. Включил, подождал, выключил, подождал, вернулся в начало.
А теперь попробуем добавить второй светодиод, который должен мигать с другой частотой, да ещё не кратной первой. Задача резко усложняется. На ПЛИС же, сделав блок мигания светодиодом, достаточно просто скопировать его, только поменять частоту и ножку со светодиодом. И два этих блока будут работать параллельно, никак друг другу не мешая, не снижая производительности. Таким образом на ПЛИС можно реализовывать устройства, которые сложно сделать на МК.
25,032 total views, 1 views today