Ogólna charakterystyka metod syntezy układów kombinacyjnych

Metody syntezy układów kombinacyjnych na PLD zwykle składają się z następujących kolejnych etapów:

- budowany jest dostatecznie ogólny model PLD dopuszczający zastosowanie klasycznych metod syntezy;

- dla danego modelu rozwiązuje się klasyczne zadania syntezy (minimalizacji, dekompozycji, faktoryzacji itp.), przy czym takich zadań może być wykonywanych kilka;

- wykonuje się odwzorowanie otrzymanego układu logicznego na strukturę realnego układu PLD.

Wady takiego podejścia są następujące:

- stosowany jest zbyt ogólny model PLD, który nie pozwala uwzględnić wszystkich szczegółów architektury realnego układu PLD;

- klasyczne zadania syntezy nie pozwalają uwzględniać większości własności architektur PLD, dlatego nawet otrzymanie dokładnych rozwiązań klasycznych zadań syntezy prowadzi do dalekich od optymalnych rezultatów realizacji na PLD;

- ponieważ w procesie syntezy czasem należy rozwiązać kilka zadań klasycznych, to przy przejściu od jednego zadania do drugiego mogą w rezultacie wystąpić błędy;

- nie uwzględnia się właściwości rozwiązania zadania odwzorowania układu logicznego na strukturę PLD, dlatego często na tym etapie należy na nowo wykonywać minimalizację, dekompozycję itp.

Główne różnice przedstawionego podejścia do syntezy układów kombinacyjnych od tradycyjnego są następujące:

- określa się nie jeden ale trzy modele PLD: uniwersalne PAL (Programmable Array Logic), „klasyczne” PAL oraz CPLD (Complex PLD), przy czym każdy model pozwala w jak największym stopniu uwzględnić szczególne właściwości architektury odpowiedniej klasy układów programowalnych;

- wykonuje się początkowe przekształcenia danego zbioru funkcji boolowskich dla najbardziej efektywnego zastosowania odpowiedniej metody syntezy;

- metody syntezy maksymalnie wykorzystują możliwości architektur współczesnych układów PLD;

- zadanie odwzorowania syntezowanego układu kombinacyjnego na strukturę PLD częściowo lub w pełni rozwiązuje się w procesie syntezy.

Obniżenie kosztu realizacji układów kombinacyjnych w przedstawionych metodach syntezy osiąga się dzięki efektywnemu wykorzystaniu następujących właściwości architektur PLD:

- możliwości programowania poziomu logicznego wyjściowych sygnałów PLD, co pozwala realizować tylko jedną – najprostszą postać każdej funkcji: prosta lub zanegowaną;

- wewnętrznych pętli sprzężenia zwrotnego PLD, przy tym wartości już realizowanych funkcji i ich negacji mogą być wykorzystywane w charakterze faktorów do realizacji innych funkcji;

- makrokomórek PLD z dwoma sprzężeniami zwrotnymi dla jednoczesnej realizacji funkcji pośrednich i wykorzystania w charakterze wejść układu;

- możliwości podłączenia różnej liczby termów do różnych makrokomórek PLD i in.

Wszystkie przedstawione metody zawierają etap początkowego przekształcenia wejściowego zbioru funkcji boolowskich i formowania zbioru Y* realizowanych funkcji dla najbardziej efektywnego zastosowania odpowiedniej metody syntezy.

<powrót>