Прототипирование смешанных аналогово-цифровых систем на ПЛИС

Авторы: Макаров Г.А.
Опубликовано в выпуске: #3(98)/2025
DOI:
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Информационные технологии. Компьютерные технологии. Теория вычислительных машин и систем
Ключевые слова: программируемые логические интегральные схемы, процессор, аналоговые системы, цифровые системы, прототипирование, программирование
Опубликовано: 28.07.2025

Исследовательская работа посвящена рассмотрению основных областей применения программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), способов прототипирования и отладки процессоров на ПЛИС, методов прототипирования смешанных аналогово-цифровых систем на ПЛИС, выбору оптимального метода и применению его на примере выбранной аналоговой микросхемы. Проанализированы способы прототипирования процессоров на ПЛИС и способы прототипирования аналоговых элементов на ПЛИС. В качестве примера прототипирования аналоговых элементов на ПЛИС была выбрана система «Датчик температуры — аналогово-цифровой преобразователь — ПЛИС». Для реализации этой системы были рассмотрены микросхемы, включающие датчик температуры и АЦП, а также отладочные платы с ПЛИС разных производителей. Был разработан и реализован способ подключения к ПЛИС аналоговой микросхемы с датчиком температуры.

Литература

[1] Красников Г.Я., Панасенко П.В., Волосов В.А., Щербаков Н.А. Тенденции развития технологии сложнофункциональной гетерогенной ЭКБ. Электронная компонентная база и микро электронные модули. Микроэлектроника-2018. 4-я Междунар. науч. конф.: сб. тез. Москва, АО РИЦ Техносфера, 2018, с. 341–344.

[2] Эннс В.И. Проектирование специализированных гетерогенных ПЛИС с использованием программного прототипирования. Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем, 2021, № 4, с. 22–26.

[3] Эннс В.И. СнК, БМК или ПЛИС: выбор варианта исполнения цифровой интегральной схемы. Компоненты и технологии, 2018, № 4, с. 100–102.

[4] Hennesy J., Patterson D. A New Golden Age for Computer Architecture. Communications of the ACM, 2018, vol 62, no. 2, pp. 48–60. https://doi.org/10.1145/3282307

[5] Тарасов И. Архитектура и области применения ПЛИС Xilinx Versal. Электроника, 2021, № 10, с. 136–140. https://doi.org/10.22184/1992-4178.2021.211.10.136.140

[6] Quknot G.M., KraljiC I.C., Skrot J., Zavidovique B. A Reconfigurable Compute Engine for Real-Time Vision Automata Prototyping. Proceedings of IEEE Workshop on FPGAs for Custom Computing Machines, Napa Valley, CA, USA, 1994. https://doi.org/10.1109/FPGA.1994.315605

[7] «Облачная матрица» Pluribus заработала на «процессорах данных» Nvidia. Открытые системы. СУБД, 2022, № 2. URL: https://www.osp.ru/os/2022/02/13056199 (дата обращения 15.11.2024).

[8] SoCs with Hardware and Software Programmability. URL: https://www.xilinx.com/products/silicon-devices/soc/zynq-7000.html (accessed 15.10.2024).

[9] Юрлин С.В., Бычков И.Н. Прототипирование на основе ПЛИС для верификации многоядерных микропроцессоров. Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем, 2014, № 4, с. 45–50.

[10] Царинжапов А.А., Кошевенко А.В. Разработка и отладка модели микропроцессора архитектуры MIPS и ее реализация на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). Инженерный вестник Дона, 2018, № 2 (49). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2018/5019 (дата обращения 15.11.2024).

[11] Уилсон Р. Создание аналоговой системы с помощью программируемых кристаллов. EDN, 2010. URL: https://russianelectronics.ru/files/50531/EK2010_03_48-51.pdf (дата обращения 15.11.2024).