План
1. Загальні відомості про ПЛІС.
2. Загальна структурна схема ПЛІС

1. Загальні відомості про ПЛІС. Прилади програмувальної логіки, яскравими представниками яких є ПЛІС (програмовані логічні інтегральні схеми), застосовуються протягом декількох десятиліть для побудови різноманітних інтерфейсних вузлів, пристроїв керування, контролю і т.д. З появою швидкодіючих ПЛІС надвисокої інтеграції, що працюють на високих тактових частотах, їхня ніша на світовому ринку значно розширилася. Сучасні зразки ПЛІС, виконані по 0,22-мікронній технології, здатні працювати на частотах до 300 Мгц і реалізують до 3 млн. еквівалентних логічних вентилів. Настільки різке збільшення потужності ПЛІС дозволяє використовувати їх не тільки для реалізації простих контролерів і інтерфейсних вузлів, але і для цифрової обробки сигналів, складних інтелектуальних контролерів і нейрочипів. Поява швидкодіючих ПЛІС з наднизьким рівнем енергоспоживання відкриває широкі можливості по їх використанню в системах мобільного зв'язку (зокрема, безпосередньо в стільникових телефонах і пейджерах), у портативних програвачах (наприклад, у МР3-програвачах) і т.д.
Переваги програмувальних логічних інтегральних схем (ПЛІС):
- по-перше, при створенні спеціалізованих логічних пристроїв розробник не обмежений можливостями наявної в його розпорядженні елементної бази – для більшості сучасних ПЛІС є бібліотеки, що містять усе необхідне, від найпростіших логічних елементів до мікропроцесорів;
- по-друге, ПЛІС дозволяють скоротити терміни впровадження реалізованих на них пристроїв за рахунок спрощення процесу налагодження: розроблювач без сторонньої допомоги може багаторазово корегувати схему, не вносячи змін у друкований монтаж;
- по-третє, застосування ПЛІС часто дозволяє істотно зменшити габарити апаратури в порівнянні з аналогічними пристроями, реалізованими на традиційних ВІС.

2. Загальна структурна схема ПЛІС. Розглянемо загальне питання технічної реалізації системи ФАЛ, заданої у вигляді диз’юнктивної нормальної форми. Для цього розглянемо систему ФАЛ виду:
    (28.1)

Число добутків в кожній функції обмежено величиною 2n, причому в граничному випадку кожний добуток (терм) є конституантою одиниці. Для отримання значення функції над усіма термами, що входять у вираз (28.1), необхідно виконати операцію диз’юнкції, тобто логічного додавання. У відповідності з цим, схема апаратної реалізації виразу (28.1) повинна містити послідовно підключені вхідний буфер, блок формування термів, блок диз’юнкції і вихідний буфер (рис. 28.1)

Рисунок 28.1 – Загальна структурна схема ПЛІС

В загальному випадку блок термів (кон’юнкції) є матрицею логічних елементів І, а блок диз’юнкції – матрицею логічних елементів АБО, тому послідовне з’єднання таких матриць в загальному випадку дозволяє реалізувати ФАЛ довільного типу. Отримання конкретних ФАЛ передбачає виконання певних з’єднань в матрицях елементів І та АБО.
Таким чином, змінюючи з’єднання елементів в матрицях І та АБО, можна налагоджувати властивості пристрою, що відповідає схемі 28.1. Практично можливі три варіанти налагодження:
- постійна структура матриці І та програмуєма, змінна структура матриці АБО;
- змінна структура матриці І та постійна структура матриці АБО;
- змінна структура як матриці І, так і матриці АБО.
Кожному з цих варіантів відповідає свій тип ПЛІС.
Технічною реалізацією першого типу налагодження є репрограмований постійний запам’ятовуючий пристрій (РПЗП). Другий варіант налагодження ПЛІС реалізований в ІС програмованої матричної логіки (ПМЛ), і третій – в програмованих логічних матрицях (ПЛМ).