Программируемые логические интегральные схемы

Говоря о микропроцессорных системах, нельзя не остановиться на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС), которые в настоящее время являются основой для построения особого рода микропроцессоров, структурная схема которых формируется под конкретную задачу.

СБИС ПЛИС выполняются на кристалле полупроводника, однако их разработка специфична и включает в себя достоинства схем жесткой и гибкой логики.

На кристалле полупроводника, внутри микросхемы, располагаются отдельные электронные устройства, входящие обычно в состав микропроцессоров. На начальной стадии связи между этими устройствами отсутствуют. Перед каждым элементом, находящимся внутри ПЛИС, находится электронный ключ. В соответствии с поставленной задачей, от того, где предполагается использовать ПЛИС, разрабатывается ее архитектура. Затем, с помощью специального программного обеспечения, на специальных рабочих станциях в специально отведенную память, находящуюся внутри ПЛИС, вводится кодовая комбинация, в соответствии с которой коммутируются ключи элементов, входящих в разработанную конфигурацию схемы.

Образно говоря, в этих микросхемах присутствуют как бы два слоя. Один слой - это набор цифровых модулей, способных решить практически любую задачу. Второй слой – это память, хранящая таблицу связей между модулями первого слоя. Эту таблицу можно программировать и тем самым менять схему устройства, а значит, и решаемую микросхемой задачу.

Таким образом, с помощью ПЛИС можно создавать специальные микропроцессоры со своей особой конфигурацией, у которых не будет аппаратурной избыточности. Такой микропроцессор, выполненный на одной СБИС, может представлять собой специфическую микросхему, организованную по принципу жесткой логики, способную к гибкому перепрограммированию структуры схемы. Эти микросхемы разрабатываются с помощью специальных аппаратных и программных средств на так называемых рабочих станциях специально обученным персоналом.

ПЛИС может входить в состав электронной аппаратуры, находящейся вне Земли, в космосе. Даже при нахождении системы на орбите можно производить дистанционную реконфигурацию ПЛИС. Так, например, большинство узлов американского марсохода построено на ПЛИС.

Некоторые специалисты считают, что ПЛИС – это будущее электроники.