Доклады о будущих и современных технологиях

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭЛАСТИЧНОЙ ПАМЯТИ В ПЛИС

А. Е. Кисельников, А. Е. Кандрин

Научный руководитель - А. Л. Приоров, д-р техн. наук, доцент

Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова

В последнее время в проектировании радиоаппаратуры различного рода систем управления, а также любой другой автоматики, все чаще на­чинают применяться программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). Они могут использоваться как преобразователи команд управле­ния, преобразователи различных интерфейсов, а также для создания циф­рового радиотракта (т. е. реализации систем фильтрации, интерполЯциИ - децимации, модуляторов и демодуляторов).

В независимости от области применения и реализуемого функционала ПЛИС требуется взаимодействовать с различными микросхемами, напри­мер, ARM контроллерами, по различным последовательным (SPI, UART) или параллельным (EBI) интерфейсам. Для длительного бесперебойного взаимодействия между микросхемами требуется высокая стабильность опорных генераторов, но она не всегда достижима в силу большого темпе­ратурного диапазона, в котором должно работать радиоэлектронное уст­ройство, его размеров, вибраций и множества других факторов. Для реше­ния данной проблемы применяются различные виды эластичной памяти.

Существуют два основных типа эластичной памяти: первый это кэш, второй буфер-качели. Основное их отличие заключается в том, что адрес­ное пространство кэша представляет собой единый массив данных, разде­ленный на области лишь различными управляющими условиями. Он мо­жет быть представлен в ПЛИС, как одна двухпортовая RAM память, реа­лизованная на блочной памяти ПЛИС. Буфер-качели представляет собой физически разнесенное адресное пространство, представленное двумя яд­рами RAM памяти в блочной памяти ПЛИС.

Каждая из этих реализаций эластичной памяти имеет свои преимуще­ства и недостатки. Например, буфер-качели может иметь вдвое больший размер, чем кэш, и удобный интерфейс взаимодействия с внешними мик­росхемами при помощи цепей прерывания. Однако, с другой стороны, он более сложен в реализации и затратен в плане ресурсов кристалла. Основ­ное достоинство кэша - в его относительной простоте и малом количестве занимаемых ресурсов кристалла.