Microchip расширяет возможности CLB в микроконтроллерах PIC18F-Q35

Компания Microchip продолжает развивать концепцию встроенной программируемой логики, представив усовершенствованный конфигурируемый логический блок (Configurable Logic Block, CLB) в микроконтроллерах семейства PIC18F-Q35. Новая архитектура обеспечивает четырехкратное увеличение логической емкости по сравнению с предыдущими решениями и предоставляет разработчикам значительно больше возможностей для интеграции аппаратной логики непосредственно в микроконтроллер.

Эволюция технологии CLB

Изначально технология CLB была реализована в микроконтроллерах семейства PIC16F13145 как инструмент для создания пользовательской аппаратной логики без применения внешних CPLD или FPGA-компонентов. Такой подход позволил сократить стоимость конечных устройств, уменьшить размеры печатных плат и снизить энергопотребление системы.

Позднее технология получила развитие в новых семействах PIC16, а теперь вышла на следующий уровень в серии PIC18F-Q35. При сохранении общей концепции архитектура CLB была существенно модернизирована для поддержки более сложных алгоритмов управления и обработки сигналов.

Архитектурные улучшения нового поколения CLB

Основу конфигурируемого логического блока составляют базовые логические элементы BLE (Basic Logic Elements), представляющие собой четырехвходовые таблицы истинности LUT.

В микроконтроллерах предыдущего поколения использовалось до 32 логических элементов BLE, чего было достаточно для реализации относительно простых аппаратных функций. В новой серии PIC18F-Q35 количество доступных логических элементов увеличено до 128, что открывает возможности для построения значительно более сложных цифровых схем непосредственно внутри микроконтроллера.

Дополнительно разработчики получили расширенный набор средств диагностики и мониторинга. Для анализа работы логических цепей предусмотрены специальные диагностические регистры, позволяющие отслеживать состояние внутренних сигналов CLB как внутри микросхемы, так и через систему переназначения выводов PPS.

Также существенно расширены возможности взаимодействия CLB с периферийными блоками микроконтроллера.

Сравнение возможностей CLB в различных семействах PIC

Расширенная интеграция с периферийными устройствами

Одним из ключевых преимуществ нового CLB стала более тесная интеграция с периферийными модулями микроконтроллера. Теперь конфигурируемая логика может напрямую взаимодействовать с такими подсистемами, как PWM, CWG, DSM, Device SRPORT и контроллер DMA.

Благодаря этому разработчики получают возможность создавать сложные аппаратные алгоритмы без дополнительной нагрузки на центральное процессорное ядро. Многие задачи обработки сигналов могут выполняться полностью на аппаратном уровне, что повышает производительность системы и сокращает энергопотребление.

Кроме того, сохранена поддержка маршрутизации сигналов через PPS, позволяющая выводить результаты работы CLB на внешние контакты устройства.

Практические преимущества для разработчиков

Увеличенная логическая емкость и расширенные средства интеграции делают микроконтроллеры PIC18F-Q35 особенно привлекательными для промышленных систем автоматизации, устройств Интернета вещей, интеллектуальных датчиков и систем управления электродвигателями.

Использование встроенной программируемой логики позволяет отказаться от внешних FPGA и CPLD, сократить количество компонентов на плате и снизить стоимость разработки. Особенно полезными являются возможности автоматической конфигурации после включения питания, функционирования CLB при отключенном процессорном ядре и поддержка работы в энергосберегающих режимах.

Для упрощения проектирования компания Microchip также обновила инструмент CLB Synthesizer. Новая версия программного обеспечения поддерживает моделирование логических схем, анализ временных характеристик и оценку производительности, что существенно ускоряет процесс разработки и отладки.

Итоги

Появление расширенного конфигурируемого логического блока в микроконтроллерах PIC18F-Q35 стало важным шагом в развитии встроенной программируемой логики Microchip. Четырехкратное увеличение числа логических элементов BLE, расширенные связи с периферией, поддержка DMA и улучшенные средства проектирования позволяют реализовывать более сложные аппаратные функции без использования внешних программируемых логических устройств.

Для разработчиков это означает снижение стоимости конечного изделия, уменьшение размеров печатной платы и ускорение вывода новых устройств на рынок. В ассортименте компании Эиком доступны решения Microchip для создания современных встраиваемых систем с высокой степенью аппаратной интеграции.