Введение. 
Применение аппаратных и программных средств для изменения режимов работы цифровых устройств, реализованных на программируемых логических интегральных схемах

Создание цифровых устройств и систем на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) является важным направлением развития цифровой электроники. Микросхемы программируемой логики обладают гибкостью и возможностью адаптации к изменяющимся условиям, играют все более существенную роль во многих встраиваемых приложениях: в портативных компьютерах, смартфонах и других изделиях, для которых ключевыми требованиями являются высокое быстродействие и малая потребляемая мощность. Цифровые устройства и системы на ПЛИС позволяют решать задачи сложной цифровой обработки данных и коммуникаций, промышленной автоматизации и мультимедийных технологий. Их функции удваиваются с каждым годом, идя в ногу с ожиданием потребителей инновационных предложений [1−3]. В таких условиях отсутствие возможности оперативного изменения режимов работы цифровых устройств и систем, реализованных на ПЛИС, становится одним из ограничивающих факторов, сдерживающим дальнейшее развитие электронной техники.

Сигналы управления режимами работы цифровых устройств, реализованных на ПЛИС, поступают в соответствии с алгоритмом их функционирования. Например, если в ПЛИС содержится микропроцессор, то на его входы должны поступать коды адреса, микрокоманд и операндов в строгом соответствии с применяемой архитектурой. В устройствах цифровой обработки данных, реализованных на ПЛИС, параллельные двоичные коды также должны поступать на контакты, строго заданные режимами работы [4−6]. Однако, как правило, краевые контакты ПЛИС, имеющих прямоугольный корпус, располагаются на всех его сторонах в произвольном порядке. Данные конструктивные особенности цифровых устройств и систем, реализованных на ПЛИС, усложняют геометрию проводников печатной платы, а большое число металлизированных отверстий многослойной печатной платы является дополнительной причиной возникновения отказов. Кроме того, увеличивается длина связей на печатных платах, что уменьшает быстродействие и помехоустойчивость цифровых устройств и систем.

Имеются программные пакеты, которые позволяют инициализировать JTAG-совместимые аппаратные устройства через JTAG адаптер. Однако их применение ограничено высокой стоимостью зарубежных аппаратных и программных средств, поэтому в работе поддерживается стратегия импортозамещения при создании средств изменения режимов работы цифровых устройств, реализованных на ПЛИС.

Цель работы — разработка метода и структуры отечественных аппаратных и программных средств для изменения режимов работы цифровых устройств, реализованных на ПЛИС, уменьшающих длину связей на печатных платах и обеспечивающих повышение быстродействия и помехоустойчивости. программный аппаратный печатный плата.