В. Вичужанін
Описана схема управління кроковим електродвигуном, виконана на основі програмованої логічної інтегральної схеми.
Зростаючий попит на пристрої, які характеризуються скороченим проектно-технологічним циклом, швидким макетуванням і реконфигурирования цифрових систем, зручністю програмування і низькими витратами, постійно розширює сфери застосування програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС).
Виробники пропонують різноманітні ПЛІС: програмовані прості, матричні і складні логічні пристрої (SPLD, PAL, CPLD), а також програмовані користувачем базові матричні мікросхеми (FPGA, БМК). Все ПЛІС володіють специфічними характеристиками і різним поєднанням таких параметрів, як швидкодія, енергоспоживання, рівень інтеграції і вартість. Така різноманітність - одна з найскладніших проблем, з якими доводиться стикатися розробнику електронних пристроїв. Однак в умовах промислової стандартизації завдання вибору істотно полегшується.
Найбільшого поширення набули ПЛІС типу FPGA (Field Programmable Gate Array), що представляють собою матрицю блоків програмованої логіки, між рядками і стовпцями якої є програмовані з'єднання. Сучасні кристали FPGA містять, крім матриць, вбудовану пам'ять, приймачі, мікропроцесори, які користувач може підключати для вирішення своїх завдань за допомогою програмованих з'єднань всередині кристала без обмеження числа циклів перепрограмування.
Логічна схема, яка реалізує полношаговий режим з включенням двох фаз управління ШД
ПЛІС типу CPLD (Complex Programmable Logic Device) - складні програмовані логічні пристрої, енергонезалежні та з деяким обмеженням числа циклів перепрограмування. Такі ПЛІС характеризуються високим співвідношенням кількості логічних елементів до кількості регістрів і відрізняються гнучким ресурсом трасування. Головні переваги CPLD - знижене енергоспоживання і спрощені режими збереження інформації.
При виборі конкретного типу, серії і сімейства ПЛІС розробники зазвичай звертають увагу на складність, виражену в кількості логічних елементів, і доступність засобів розробки. Ціна ПЛІС пропорційна їх логічної ємності, отже, для реалізації розроблюваного устрою необхідно підбирати ПЛІС з оптимальною кількістю логічних елементів.
Цілком можливо використовувати недорогі ПЛІС, оскільки за рахунок швидкого виконання простих операцій можна реалізовувати повільні додатки при малих апаратних витратах. Слід враховувати, що ступінь інтеграції ПЛІС досягла рівня, при якому на розмір кристала не впливає загальна кількість вентилів. Однак для великих проектів, що створюються з нуля, час повної верифікації традиційними способами може виявитися неприйнятно великим, що змушує користуватися функціональними блоками, розробленими сторонніми фірмами. Широта вибору таких функціональних блоків і можливість обліку їх параметрів як єдиного цілого при моделюванні розроблювального пристрою є істотним критерієм при виборі конкретної ПЛІС для реалізації складних проектів.
Принципова електрична схема керування ШД
У системах управління різними об'єктами часто використовуються пристрої, виконані на основі мікроконтролерів або ікропроцессоров. З їх допомогою можна вирішувати багато завдань вимірювання, управління і обслуговування. Такі пристрої легко программи руются, споживають мало енергії і легко включаються в схему. Однак ПЛІС володіють великим числом висновків, що настроюється стикуванням входів і виходів з практично будь-яким стандартом напруги логічних рівнів і здатністю замінити собою кілька мікросхем, включаючи мікроконтролер, регістри портів, інтерфейс і т.п. Облік архітектурних особливостей і в ряді випадків переваг ПЛІС перед микроконтроллерами дозволяє реалізувати на ПЛІС конкурентоспроможні вироби.
Читати далі статтю в повному обсязі (pdf)