مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة pld

of 20 /20

Upload: -

Post on 09-Aug-2015

97 views

Category:

Education


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD
Page 2: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

مقدمة عن أهمية الدوائر المنطقية القابلة للبرمجة في بناء األنظمة

الرقمية الحديثة

أنواع الدوائر القابلة للبرمجة وتطورها عبر السنين

استخدام الذاكرات من نوعPROMفي تصميم النظم المنطقية

.طرقالتحكم بإشارة مرور لمفترق : مثال

التدرب على استخدام برمجيةISPLEVER Classic في

PAL, GAL, CPLDتصميم نظم منطقية على قاعدة

تطبيق على أمثلة بسيطة

Page 3: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية :نوعين يمكن تقسيم النظم المنطقية إلى

التعاقبيةالنظم

النظم التوافقية

االبتدائية بمداخله حصريا مخارجه ارتبطت ما إذا توافقيا النظام يكون

.المداخل تركيبة تعاقب أو الزمن كان مهما

تركيبة المداخل من معينة تركيبة تقابل

.الزمن كان مهما للمخارج بالنسبة وحيدة

بمعنى آخر

النظم التوافقية

Page 4: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية

النظام وبناء لتصميم االبتدائية بالمداخل نكتفي

التوافقي

:كالتالي التوافقي النظام جةذنم يمكن

يفقوا

تام

ظن

x1

x2

xn

Y1=f1(x1, x2…xn)

Y2=f2(x1, x2…xn)

Yn=fm(x1, x2…xn)

التوافقي النظام وبناء لتصميم االبتدائية بالمداخل نكتفي

Page 5: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية

االبتدائية بمداخله مخارجه ارتبطت ما إذا تعاقبيا النظام يكون

عليها يطلق ثانوية بمداخل تمثل والتي السابقة وبحالته

.الداخلية المتغيرات

F.S.M المحددة تعرف هذه النظم باآلالت ذات الحاالت

Finites States Machines

التعاقبيةالنظم

Page 6: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية التعاقبيةالنظم

x1

x2

xn

Z1=f1(x1, x2…xn, q1, q2, …qj)

Zj=f1(x1, x2…xn, q1, q2, …qj)

م ظا

ن

يفق

وات

Y1=f1(x1, x2…xn, q1, q2, …qj)

Y2=f1(x1, x2…xn, q1, q2, …qj)

Ym=f1(x1, x2…xn, q1, q2, …qj)

t1

tj

zj

z1

x1

x2

xn

zj

z1

zj

z1

:كالتالي عاقبيالت النظام جةذنم يمكن

Page 7: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية التعاقبيةالنظم

:النموذجين بإحدى التعاقبية اآلالت تمثيل يمكن

Mealy Model ميالي نموذج

Moore Modelمور نموذج

يكون ولن .Z (اإلثارة) الحالة بمتغيرات Y المخارج ترتبط النموذج لهذا بالنسبة

. عليها مباشرا تأثيرا للمداخل

. Z (اإلثارة) الحالة بمتغيرات و X بالمداخل Y المخارج ترتبط النموذج لهذا بالنسبة

Page 8: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية التعاقبيةالنظم

:النموذجين بإحدى التعاقبية اآلالت تمثيل يمكن

Moore Modelمورنموذج Mealy Model ميالي نموذج

Zm

zP

f

g

Xn

ti

ZP

ZP

f

Xn

ti

g

zP

Ym

Page 9: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

:ترتيب النظم التعاقبية من وجهة النظر الزمنية

:عائلتينيمكن ترتيبها إلى

أنواع النظم المنطقية التعاقبيةالنظم

:الالتزامنيةالنظم

: التزامنيةالنظم

, ردة فعلها لحظيا عند ظهور أي تغيير على مستوى المداخل االبتدائية

(.إذا ما استثنينا زمن االستجابة)

تفعل حلقات الرجع عند . ردة فعلها متزامنة مع إشارة تسمى المؤقت

لحظات محدودة في الزمن

Page 10: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية التعاقبيةالنظم

:الالتزامنيةالنظم

: التزامنيةالنظم

توقيت

zP

Xn

Ym

ZP

ذاكرة

شبكة منطقية

توافقية

Ym

Xn

zP

ZP

شبكة منطقية

توافقية

Page 11: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

أنواع النظم المنطقية التزامنيةالتعاقبية النظم

يمكن للتزامن أن يكون على المستوى أو على الحافة من إشارة المؤقت

الحافة النازلة

الحافة الصاعدة

المستوى العالي

المستوى المنخفض

Page 12: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

االنجاز المادي للنظم المنطقية :التقنيتينتنجز النظم المنطقية ذات الصبغة االلكترونية بإحدى

:التقليديةالتقنية

يبنى النظام بتركيب دوائر قياسية ذات وظائف بسيطة أو مركبة

.على لوحات مطبوعة ويقع التوصيل بين اللوحات بأسالك معدنية

:المبرمجةالتقنية

:للبرمجة يبنى النظام على قاعدة مكونات أساسية قابلة

, صغريةأو متحكمات صغريةمعالجات •

,للبرمجةحاكمات قابلة •

,للبرمجةدوائر قابلة •

.دوائر خاصة•

Page 13: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

الدوائر املدجمة القياسية: التقنية التقليدية

Page 14: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

الدوائر املدجمة القياسية: التقنية التقليدية

Page 15: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

التقنية المبرمجة معالجات دقيقة PLCحاكمات قابلة للبرمجة

دوائر قابلة للبرمجة

دوائر مدمجة لتطبيقات خاصةASIC

Page 16: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

مقارنة بين التقنية التقليدية و التقنية المبرمجة التقنية التقليدية

أو التعديل يمكن ال :متصلبة

بسهولة التطوير

المعقدة للنظم بالنسبة كبير الحجم

للطاقة كبير استهالك

صعوبة مع لألعطال كبيرة احتمالية

اكتشافها

والصيانة التنفيذ في عالية تكلفة

التقنية المبرمجة

والتطوير التعديل يمكن : مرنة

بسهولة

مركبة نظم مع صغيرحتى حجم

الطاقة استهالك في اقتصاد

يسر مع التشغيل في كبيرة وثوقية

واإلصالح الصيانة في

منخفضة تكلفة

مع الالمركزي التحكم إمكانية

االتصال شبكات طريق عن الربط

والالسلكية السلكية

Page 17: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

فروع التقنية المبرمجة قائمة على برمجة التعليمات

ويتم ثابتا الصلب الكيان يكون التعليمات على باالعتماد التصميم الصغري المتحكم من المعالجة

(البرمجي الكيان)

و كبيرة بمرونة التقنية هذه تتميز .منخفضة تصميم تكلفة

غير و نسبيا بطيئة فعلها ردة تشغيال تتطلب التي للنظم مالئمة

Real Time الحقيقي الزمن في

قائمة على برمجة الجانب الصلب

وفق الصلب الكيان تصميم يتم

على باالعتماد المطلوبة الشروط

.خاصة تصميم برمجيات

امكانيات الحاالت بعض في تتطلب

تكون أن ويمكن ,خاصة مادية

.مكلفة

وهي االستجابة بسرعة تتميز

الحقيقي الزمن في للتطبيقات مالئمة

Page 18: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

تبويب حسب نوع التطبيقات: التقنية المبرمجة :تستخدمالتطبيقات العامة

المتحكمات الدقيقة

النوع الدوائر المنطقية من:

ذاكراتPROM

المصفوفات من النوعPAL, GAL, CPLD

المصفوفات الحقليةFPGA

:تستخدمالتطبيقات الخاصة

نوع الدوائر الخاصة من:

ASIC

ASSP

االشارة معالجاتDSP

Page 19: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

الدوائر المنطقية بتقنية أشباه النواقل ICsالدوائر المدمجة

التطبيقات الخاصة الدوائر القياسية

التطبيقات العامة

ASIC ASSP DSP

TTL, CMOS, ECL

البوابات المنطقية•

القالبات•

العدادات•

المسجالت •

الخ....

برمجة الصلب HW

برمجة التعليماتSW

FPGA PLD MPU MCU

Page 20: مقدمة عن الدوائر المنطقيّة القابلة للبرمجة PLD

تطبيقات الدوائر القابلة للبرمجةتستخدم الدوائر القابلة للبرمجة في مجاالت مختلفة مدنية وعسكرية ويطلق

Embedded Systems المدمجةأو المضمنة األنظمةعليها

:الحصرسبيل المثال ال نذكرعلىمن هذه المجاالت

Artificial neural networkالشبكات العصبية الصناعية • (الذكاء الصناعي)

األجهزة المنزلية •

الجوية و الفضائية, المركبات األرضية•

الربوت•

أجهزة االتصاالت•

..الخ ...•