Базовый матричный кристалл, преимущества его использования.
Базовый матричный кристалл (БМК) (англ. gate array, англ. Uncommited Logic Array, ULA) — большая интегральная схема. В отличие от ПЛИС программируется технологически, путём нанесения маски соединений последнего слоя металлизации. БМК с маской заказчика обычно изготавливались на заказ небольшими сериями.
Достоинство БМК состоит в следующем. Разработчику необходимо применить оригинальные схемные решения на основе БИС, но существующие БИС для этих целей не подходят. Разрабатывать с нуля и производить очень долго, неэффективно и дорого. Выход — использовать базовые матричные кристаллы, которые уже разработаны и изготовлены. Базовый матричный кристалл напоминает библиотеку подпрограмм и функций для языков программирования. На нём разведены, но не соединены элементарные цепи и логические элементы. Заказчиком разрабатывается схема соединений, так называемая маска. Эта маска наносится в качестве последнего слоя на базовый матричный кристалл и элементарные схемы и разрозненные цепи на БМК складываются в одну большую схему. В итоге заказчик получает готовую БИС, которая получается ненамного дороже исходного БМК.
Основное применение БМК — средства вычислительной техники, системы управления технологическими процессами. Некоторые БМК, например Т34ВГ1 (КА1515ХМ1-216), применялись в советских клонах компьютера ZX Spectrum в качестве контроллера внешних устройств. Аналог БМК — микросхема ULA в компьютерах Синклера. В настоящее время БМК в большинстве применений вытеснены ПЛИС, не требующими заводского производственного процесса для программирования и допускающими перепрограммирование.
|
|
|
Основы теории цепей
Электрическая цепь. Элементы электрической цепи. Электрические схемы замещения физических устройств идеализированными элементами цепи. Схема электрической цепи (ветвь, узел, контур). Граф цепи.
Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока и описываемых с помощью понятий напряжения и тока. Электрическая цепь состоит из источников (генераторов) и потребителей электромагнитной энергии – приемников или нагрузки.
Источником называют устройство, создающее (генерирующее) токи и напряжения. В качестве источников могут выступать устройства (аккумуляторы, гальванические элементы, термоэлементы, пьезодатчики, различные генераторы и т. д.), преобразующие различные виды энергии (химической, тепловой, механической, световой, молекулярно-кинетической и др.) в электрическую энергию. К источникам относятся и приемные антенны, в которых не происходит изменение вида энергии.
|
|
|
Приемником называют устройство, потребляющее (запасающее) или преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии (тепловую, механическую, световую и т. д.). К приемникам относятся и передающие антенны, излучающие электромагнитную энергию в пространство. В теории цепей различают активные и пассивные элементы. Активными элементами считаются источники электрической энергии: источники напряжения и источники тока. К пассивным элементам относятся сопротивления, индуктивности и емкости. Цепи, содержащие активные элементы, называются активными, цепи, состоящие только из пассивных элементов – пассивными.
Пассивные элементы. Сопротивлением называется идеализированный элемент цепи, характеризующий преобразование электромагнитной энергии в любой другой вид энергии (тепловую – нагрев, механическую, излучение электромагнитной энергии и др.), т. е. обладающий только свойством необратимого рассеяния энергии. Реальный элемент, приближающийся по своим свойствам к сопротивлению, называется резистором.
Индуктивностью называется идеализированный элемент электрической цепи, характеризующий запасаемую в цепи энергию магнитного поля.
Емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи, характеризующий запасаемую в цепи энергию электрического поля. Емкостью между электродами называется отношение потока вектора электрического смещения к разности потенциалов U на зажимах.
|
|
|
Схема электрической цепи
Схемой электрической цепи называется графически изображенная модель ее (рис. 2.1), составленная из идеализированных пассивных (R, L, C) и активных (e, i) элементов. Основными понятиями, характеризующими геометрическую конфигурацию цепи, являются ветвь, узел, контур.
Ветвь – участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами. Последовательным соединением элементов цепи называется такое соединение, при котором через них проходит один и тот же ток.
Узел – точка соединения трех и более ветвей.
Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. Параллельным соединением элементов называется такое соединение, при котором на них действует одно напряжение.
Ветви: ас – C1 R1 e1, аg – L1 R3 e2, ab – R2, bd – R4, dg – L3 и т. д.
Узлы: а, b, c, d, g.
Контуры: 1) a – b – c – a, 2) a – b – d – g – a, 3) b – d – g – c – b и т. д.
Граф цепи.
При исследовании процессов в сложных цепях существенное значение имеет геометрическая структура (топология), характеризуемая совокупностью узлов и ветвей, независимо от конкретных особенностей элементов.
|
|
|
В связи с этим наряду с понятием схемы цепи вводится понятие топологического графа или просто графа (как бы скелета схемы). Если на графе указывают направления токов, то граф называют направленным (рис. 2.2, б). Если граф не может быть изображен без пересечения ветвей, то он называется непланарным (рис. 2.2, в).
Очень важным понятием является так называемое дерево графа – любая система из минимального числа ветвей графа, соединяющая все узлы без образования контуров. Протекание тока по ветвям дерева исключается.
а) б) в)
Рис. 2.2
Таким образом, все ветви графа разбиваются на ветви дерева и не вошедшие в дерево – ветви связи (главные ветви или хорды).
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 384; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!