இந்த கட்டுரை விளக்குகிறது துடிப்பு அகல பண்பேற்றத்தின் தலைமுறை VHDL ஐப் பயன்படுத்தி FPGA இல் மாறி கடமை சுழற்சியைக் கொண்ட சமிக்ஞைகள். PWM ஒரு நிலையான அதிர்வெண் மற்றும் மாறி மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது. கடிகார சமிக்ஞையின் வளைவைக் குறைப்பதன் மூலம் கடிகார அதிர்வெண்ணைக் குறைப்பதற்கான டிஜிட்டல் கடிகார மேலாளரைப் பற்றியும் இந்த கட்டுரை விவாதிக்கிறது. ஒரு ஒப்பீட்டாளரைப் பயன்படுத்தி PWM சமிக்ஞைகளை உருவாக்கும் உள்ளீட்டு தரவை உருவாக்க ஒரு நிலையான அதிர்வெண் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எலக்ட்ரானிக் நிறுவனங்கள் தங்கள் தயாரிப்புகளுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்ட வன்பொருள்களை அவற்றின் தரநிலைகள் மற்றும் நெறிமுறைகளுடன் வடிவமைக்கின்றன, இது இறுதி பயனர்களுக்கு அவர்களின் தேவைகளுக்கு ஏற்ப வன்பொருளை மறுகட்டமைப்பது சவாலாக உள்ளது. வன்பொருளுக்கான இந்த தேவை வாடிக்கையாளர் கட்டமைக்கக்கூடிய புதிய பிரிவின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது FPGA கள் எனப்படும் புலம் நிரல்படுத்தக்கூடிய ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் .
துடிப்பு அகல பண்பேற்றம் (PWM)
துடிப்பு அகல பண்பேற்றம் பரவலாக தகவல்தொடர்பு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் . கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளில் வெவ்வேறு அணுகுமுறைகளைப் பயன்படுத்தி துடிப்பு அகல பண்பேற்றத்தை உருவாக்க முடியும். இங்கே, இந்த கட்டுரையில், PWM வன்பொருள் விளக்க மொழி (VHDL) ஐப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டு FPGA இல் செயல்படுத்தப்படுகிறது. FPGA இல் PWM ஐ செயல்படுத்துவது தரவை விரைவாக செயலாக்க முடியும் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு கட்டமைப்பு இடம் அல்லது வேகத்திற்கு உகந்ததாக இருக்கும்.
பி.டபிள்யூ.எம் என்பது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட காலத்திற்கு தர்க்கம் ‘0’ மற்றும் தர்க்கம் ‘1’ ஆகியவற்றை வழங்கும் ஒரு நுட்பமாகும். இது ஒரு சமிக்ஞை மூலமாகும், இது சுமைக்கு அனுப்பப்படும் சக்தியின் அளவைக் கட்டுப்படுத்த அதன் கடமை சுழற்சியின் பண்பேற்றத்தை உள்ளடக்கியது. PWM இல், சதுர அலையின் காலம் நிலையானதாக வைக்கப்பட்டு, சமிக்ஞை HIGH ஆக இருக்கும் நேரம் மாறுபடும்.
PWM அதன் வெளியீட்டில் பருப்புகளை உருவாக்குகிறது, இது HIGH கள் மற்றும் LOW களின் சராசரி மதிப்பு PWM உள்ளீட்டுக்கு விகிதாசாரமாகும். சமிக்ஞையின் கடமை சுழற்சி மாறுபடும். ஒரு PWM சமிக்ஞை என்பது மாறுபட்ட கடமை சுழற்சியைக் கொண்ட நிலையான கால சதுர அலை ஆகும். அதாவது, PWM சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் நிலையானது, ஆனால் சமிக்ஞையின் காலம் அதிகமாக உள்ளது மற்றும் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மாறுபடும்.
பி.டபிள்யூ.எம் சிக்னல்
வி.எச்.டி.எல்
வி.எச்.டி.எல் என்பது ஒரு மொழி, இது நடத்தை விவரிக்கப் பயன்படுகிறது டிஜிட்டல் சுற்று வடிவமைப்புகள் . டிஜிட்டல் சுற்றுகளை உருவகப்படுத்துவதற்கான நோக்கத்திற்காக தொழில்கள் மற்றும் கல்வியாளர்களால் வி.எச்.டி.எல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதன் வடிவமைப்பை உருவகப்படுத்தலாம் மற்றும் வன்பொருளில் செயல்படுத்த ஏற்ற வடிவத்தில் மொழிபெயர்க்கலாம்.
PWM கட்டிடக்கலை
அதிவேக N- பிட் இலவச இயங்கும் கவுண்டரைப் பயன்படுத்தி PWM ஐ உருவாக்க உள்ளீட்டுத் தரவை உருவாக்க, அதன் வெளியீடு பதிவு வெளியீட்டோடு ஒப்பிடப்படுகிறது மற்றும் ஒப்பீட்டாளரின் உதவியுடன் விரும்பிய உள்ளீட்டு கடமை சுழற்சியை சேமிக்கிறது. ஒப்பீட்டாளர் இந்த இரண்டு மதிப்புகளும் சமமாக இருக்கும்போது வெளியீடு 1 ஆக அமைக்கப்படுகிறது. இந்த ஒப்பீட்டு வெளியீடு RS தாழ்ப்பாளை அமைக்க பயன்படுகிறது. RS தாழ்ப்பாளை மீட்டமைக்க கவுண்டரிலிருந்து வழிதல் சமிக்ஞை பயன்படுத்தப்படுகிறது. தி RS தாழ்ப்பாளின் வெளியீடு விரும்பிய PWM வெளியீட்டை வழங்குகிறது. பதிவேட்டில் புதிய என்-பிட் கடமை சுழற்சியை ஏற்றவும் இந்த வழிதல் சமிக்ஞை பயன்படுத்தப்படுகிறது. PWM ஒரு நிலையான அதிர்வெண் மற்றும் மாறி மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது. இந்த மின்னழுத்த மதிப்பு 0V முதல் 5 V வரை மாறுகிறது.
மாறி கடமை சுழற்சியுடன் PWM சமிக்ஞை
அடிப்படை PWM சமிக்ஞைகளை உருவாக்குகிறது, இது PWM இன் வெளியீட்டைக் கொடுக்கிறது, இரண்டு மதிப்புகளுக்கு இடையில் ஒப்பிடும் ஒரு ஒப்பீட்டாளர் தேவை. முதல் மதிப்பு N பிட் கவுண்டரால் உருவாக்கப்பட்ட சதுர சமிக்ஞையையும் இரண்டாவது மதிப்பு கடமை சுழற்சியைப் பற்றிய தகவல்களைக் கொண்ட சதுர சமிக்ஞையையும் குறிக்கிறது. வழிதல் இருக்கும் போதெல்லாம் கவுண்டர் சுமை சமிக்ஞையை உருவாக்குகிறது. சுமை சமிக்ஞை செயல்பட்டவுடன், பதிவு புதிய கடமை சுழற்சி மதிப்பை ஏற்றும். தாழ்ப்பாளை மீட்டமைக்க சுமை சமிக்ஞை பயன்படுத்தப்படுகிறது. லாட்ச் வெளியீடு ஒரு பிடபிள்யூஎம் சிக்னல். கடமை சுழற்சி மதிப்பில் மாற்றத்துடன் இது மாறுபடுகிறது.
FPGA என்றால் என்ன?
FPGA என்பது புலம் நிரல்படுத்தக்கூடிய கேட் வரிசை. இது மின்னணு சுற்றுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு வகை சாதனம். FPGA கள் குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் இதில் நிரல்படுத்தக்கூடிய தர்க்கத் தொகுதிகள் மற்றும் ஒன்றோடொன்று இணைப்பு சுற்றுகள் உள்ளன. இது உற்பத்திக்குப் பிறகு தேவையான செயல்பாட்டுக்கு திட்டமிடப்படலாம் அல்லது மறுபிரசுரம் செய்யலாம்.
FPGA
FPGA இன் அடிப்படைகள்
ஒரு சர்க்யூட் போர்டு தயாரிக்கப்படும் போது, அதன் ஒரு பகுதியாக FPGA இருந்தால். இது உற்பத்திச் செயல்பாட்டின் போது திட்டமிடப்பட்டுள்ளது, மேலும் புதுப்பிப்பை உருவாக்க அல்லது தேவையான மாற்றங்களைச் செய்ய பின்னர் மறுபிரசுரம் செய்யலாம். FPGA இன் இந்த அம்சம் ASIC இலிருந்து தனித்துவமானது. பயன்பாட்டு குறிப்பிட்ட ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் (ASIC) என்பது குறிப்பிட்ட வடிவமைப்பு பணிக்காக தயாரிக்கப்படும். கடந்த காலங்களில் FPGA கள் குறைந்த வேகம், சிக்கலான தன்மை மற்றும் தொகுதி வடிவமைப்பை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டன, ஆனால் இன்று FPGA செயல்திறன் தடையை 500MHz வரை எளிதில் தள்ளும்.
மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களில், சிப் ஒரு வாடிக்கையாளருக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் அவர்கள் மென்பொருளை எழுதி மைக்ரோகண்ட்ரோலரில் ஏற்ற ஹெக்ஸ் கோப்பில் தொகுக்க வேண்டும். ஃபிளாஷ் நினைவகத்தில் சேமிக்கப்பட்டுள்ளதால் இந்த மென்பொருளை எளிதாக மாற்ற முடியும். FPGA களில், மென்பொருளை இயக்க எந்த செயலியும் இல்லை, நாங்கள் தான் சுற்று வடிவமைக்கிறோம். நாம் ஒரு FPGA ஐ AND கேட் போல எளிமையாக அல்லது ஒரு மல்டி கோர் செயலியாக ஒரு வளாகத்தை உள்ளமைக்க முடியும். ஒரு வடிவமைப்பை உருவாக்க நாம் வன்பொருள் விளக்க மொழி (எச்.டி.எல்) எழுதுகிறோம், இது வெரிலாக் மற்றும் வி.எச்.டி.எல். FPGA ஐ உள்ளமைக்க BITGEN ஐப் பயன்படுத்தி HDL ஒரு பிட் கோப்பாக ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. FPGA ஆனது RAM இல் உள்ளமைவைச் சேமிக்கிறது, அதாவது மின் இணைப்பு இல்லாதபோது உள்ளமைவு இழக்கப்படுகிறது. எனவே, ஒவ்வொரு முறையும் மின்சாரம் வழங்கப்படும்போது அவை கட்டமைக்கப்பட வேண்டும்.
FPGA இன் கட்டமைப்பு
FPGA கள் டிஜிட்டல் வடிவமைப்புகளை செயல்படுத்த மின்சாரம் மூலம் திட்டமிடக்கூடிய சிலிக்கான் சில்லுகள். எஸ்.ஆர்.ஏ.எம் எனப்படும் முதல் நிலையான நினைவக அடிப்படையிலான எஃப்.பி.ஜி.ஏ, கட்டமைப்பு பிட்களின் ஸ்ட்ரீமைப் பயன்படுத்தி தர்க்கம் மற்றும் ஒன்றோடொன்று இணைத்தல் இரண்டையும் கட்டமைக்கப் பயன்படுகிறது. இன்றைய நவீன ஈபிஜிஏ சுமார் 3,30,000 லாஜிக் தொகுதிகள் மற்றும் சுமார் 1,100 உள்ளீடுகள் மற்றும் வெளியீடுகளைக் கொண்டுள்ளது.
FPGA கட்டிடக்கலை
FPGA இன் கட்டமைப்பு மூன்று முக்கிய கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது
- புரோகிராம் செய்யக்கூடிய லாஜிக் பிளாக்ஸ், இது தர்க்க செயல்பாடுகளை செயல்படுத்துகிறது
- நிரல்படுத்தக்கூடிய ரூட்டிங் (ஒன்றோடொன்று இணைக்கிறது), இது செயல்பாடுகளை செயல்படுத்துகிறது
- ஐ / ஓ தொகுதிகள், அவை ஆஃப்-சிப் இணைப்புகளை உருவாக்கப் பயன்படுகின்றன
PWM சமிக்ஞைகளின் பயன்பாடுகள்
கட்டுப்பாட்டு பயன்பாடுகளுக்கு PWM சமிக்ஞைகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டிசி மோட்டார்கள், கட்டுப்பாட்டு வால்வுகள், பம்புகள், ஹைட்ராலிக்ஸ் போன்றவற்றைக் கட்டுப்படுத்துவது போல, பிடபிள்யூஎம் சிக்னல்களின் சில பயன்பாடுகள் இங்கே.
- 10 முதல் 100 ஹெர்ட்ஸ் அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மெதுவான நேரங்களைக் கொண்ட வெப்ப அமைப்புகள்.
- DC மின்சார மோட்டார்கள் 5 முதல் 10KHz வரை
- மின்சாரம் அல்லது ஆடியோ பெருக்கிகள் 20 முதல் 200 கிலோஹெர்ட்ஸ்.
இந்த கட்டுரை எல்லாவற்றையும் பற்றியது PWM சமிக்ஞைகளின் தலைமுறை FPGA ஐப் பயன்படுத்தி மாறி கடமை சுழற்சியுடன். மேலும், இந்த கட்டுரை தொடர்பான மின்னணு திட்டங்கள் அல்லது சந்தேகங்கள் குறித்த எந்தவொரு உதவிக்கும், கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள கருத்துப் பிரிவில் கருத்துத் தெரிவிப்பதன் மூலம் எங்களை தொடர்பு கொள்ளலாம்.
