В связи с появлением современных синтетических и смесовых материалов, а также усовершенствованием текстильных технологий, популярность традиционных натуральных тканей уменьшается, но при этом многие из них продолжают оставаться востребованными на рынке. К таким видам старинного текстиля относится плис – ворсистая хлопчатобумажная ткань, история которой насчитывает уже более трех столетий.

Технология производства

Для производства такой ткани, как плис, могут использоваться шелк, шерсть и хлопок, но изначально это был именно хлопок. Нитей существует три – основы, утка и дополнительная (из дополнительной получается высокий ворс). За счет плотного переплетения нитей основы уток заметно поднимается.

Чтобы ворс привлекательно выглядел, в процессе производства его аккуратно расчесывают и подрезают. Ворсовые нити практически всегда хлопковые, а нити основы могут использоваться любые (хлопок, шелк, шерсть). Добавление синтетических примесей удешевляет материал, но оказывает негативное влияние на его потребительские свойства (он становится менее гигроскопичным, начинает электризоваться).

Что такое плис и с чем его носить

«Дешевый бархат», «бумажный бархат» — как только не называли плис за века его использования. Ткань приобрела популярность еще в семнадцатом веке, когда мелкое дворянство и зажиточные крестьяне начали шить из него одежду. Именно такая целевая аудитория поясняется доступной стоимостью плиса и его схожестью с дорогостоящим бархатом. Следовательно, его выбирали любители шика, которые не могли позволить себе натуральный бархат. В России эта ткань появилась веком позже, а изначально плис производили только в Европе. Упоминание о плисовой ткани можно найти даже в литературных произведениях российских классиков: в пушкинской «Барышне-крестьянке» упоминается плисовая куртка, а в гоголевских «Мертвых душах» у знатной дамы была обувь из плиса. В определенных сферах плис не теряет популярности и в наши дни.

Характеристики материала

Плис имеет следующие свойства:

• экологичность – материя безвредна как для здоровья человека, так и окружающей среды;
• антибактериальность – в хлопке пылевые клещи не заводятся;
• гипоаллергенность – плис могут использовать даже больные бронхиальной астмой, страдающие аллергией люди;
• отличные терморегулирующие свойства – в хлопковых вещах зимой не холодно, а летом не жарко;
• гигроскопичность – материя впитывает влагу, а сама при этом остается сухой;
• привлекательный внешний вид – плис презентабельно выглядит, является устойчивым по отношению к воздействию внешних факторов, хорошо драпируется;
• хорошие тактильные качества – материал теплый, мягкий, на ощупь приятный.

Насколько практичны плисовые вещи? Не очень – во-первых, их ворс цепляет шерсть, пыль и мусор, во-вторых, сам материал требует бережного ухода и представляет сложности в глажке.

Виды плиса и их спецификация

Самые распространенные разновидности плиса на данный момент это:

• бивер;
• вельветин;
• мебельный плис.

Бивер сделан на основе полиэфирной нити, которая отличается прочностью и стойкостью к загрязнениям. Не трудно догадаться, что ткань с такими параметрами (кстати, бивер еще и очень дешевый) используется для пошива рабочей одежды. Поэтому, если вы зададитесь целью купить себе отрез бивера, он, скорее всего, будет или очень темным, или наоборот, максимально яркого сигнального оттенка (как в форменной одежде работников ГАИ, ЖКХ и т.д). Впервые эта ткань появилась на ткацких фабриках Манчестера.

Вельвет (он же вельветин) мало отличается от самого плиса. Основное отличие – продольные рубчики, выстриженные на ткани. Изначально эту ткань использовали для пошива штор. В данный момент, нас окружает большое количество одежды и обуви с использованием вельвета.

Мебельный плис отличается своей прочностью и стойкостью к повреждениям. Уток плетется из шерсти, для основы подбирается максимально плотное плетение. Благодаря этим параметрам мебель, обшитая плисом, не протирается и не линяет достаточно долго, и может пережить несколько аккуратных чисток.

Chip Planer

После компиляции в окне Flow Summary можно посмотреть, какие ресурсы были использованы. После небольшого экскурса в архитектуру ПЛИС становился понятно, что значит Total logic elements и почему Total combinational function вынесено отдельной графой. Безусловно информация полезная, но для того, чтобы держать руку на пульсе этого явно недостаточно.

Рисунок 10 – Отчет компиляции

Для визуального контроля используемых ресурсов в Quartus II применяется утилита Chip Planer. Она показывает расположение и использование элементарных блоков в общей архитектуре целевой ПЛИС. Запустить Chip Planer можно из среды Quartus: меню Tools -> Chip Planer. На карте кристалла (рисунок 11) показаны все ресурсы ПЛИС: LE, объединенные в LAB, аппаратные умножители (DSP block), ячейки памяти, буферы ввода вывода, генераторы PLL. Цветом показана степень использования: светлым – неиспользуемые блоки, темным – максимально загруженные. Если увеличить масштаб (соответствующий инструмент на панел или ctrl+колесико мышки), то доступна детализация на уровне LE, здесь синим показан LUT, темно красным – триггер.

Большую детализацию можно получить если на панели Layers Settings сменить Basic на Detailed. В этом режиме при приближении видны локальные и глобальные цепи соединений, глобальные линии управления и управляющие сигналы LAB.

Рисунок 11 – Карта ресурсов ПЛИС

Если в LE выделить LUT или триггер, то на панели Node Properties можно увидеть схему LE и описание свойств и режимов работы. Двойной клик мыши по LUT или триггеру запустит в новом окне инструмент Resource Property Editor, в котором можно исследовать соединения внутри логического элемента. Синим выделены используемые цепи.

Рисунок 12 – Логический элемент в Resource Property Editor

Структура КЛБ.

В базовой серии ПЛИС XC4000 фирмы Xilinx основной единицей оборудования считается КЛБ, состоящий из двух триггеров и двух ЛТ. В новых сериях ПЛИС количество триггеров и ЛТ увеличилось вдвое и вчетверо. Чтобы оставить для всех серий одну и ту же единицу оборудования, условились называть КЛБ из двух триггеров и двух ЛТ эквивалентным КЛБ (ЭКЛБ) или CLB slice. Таким образом, КЛБ серии Virtex состоит из двух ЭКЛБ, а серии VirtexII — из четырех ЭКЛБ .

Рекомендации по уходу за изделиями

В зависимости от состава плисовой ткани рекомендации по уходу могут отличаться, однако общие рекомендации связаны с наличием ворса и являются следующими:

• машинная стирка не рекомендуется;
• ручная стирка разрешена исключительно для синтетических тканей. При этом не допускаются выкручивающие движения, трение и сильное механическое воздействие;
• сушка разрешена исключительно в естественных условиях;
• гладить лучше на режиме отпаривания, в идеале – воспользоваться отпаривателем;
• при необходимости глажки с помощью утюга следует помнить, что гладить можно только с изнаночной стороны, на подложке из мягкого ворсистого материала;
• натуральный материал стирать нельзя, только сухая химическая чистка;
• можно почистить изделие от пыли сухой щеткой или с помощью пылесоса, установив его на минимальную мощность.

Несмотря на множество аналогов, плис по-прежнему, как и два века назад, является достаточно популярным материалом, особенно в мебельном производстве.

© 2020 textiletrend.ru

Базовый логический элемент

Из булевой алгебры известно, что используя некий элементный базис, например элемент И-НЕ или ИЛИ-НЕ, можно реализовать любую логическую функцию. Однако использование лишь одного типа элемента не всегда оправдано технически, при синтезе сложных устройств большое количество элементов увеличит время прохождения сигнала и тем самым снизит быстродействие. Поэтому в ПЛИС структуры FPGA в качестве простейшего логического элемента используют более сложную структуру, представляющей собой соединение программируемого комбинационного устройства и D-триггера. На рисунке 1 показана упрощенная структура такого элемента.

Рисунок 1 – Обобщенная структура логического элемента (LE) ПЛИС

Ячейка имеет три логических входа DATAA, DATAB и DATAC, вход тактовых импульсов CLK и один выход LEOUT. В случае если от ячейки требуется работа в качестве только комбинационного устройства, то выходной мультиплексор коммутирует выход элемента LUT на выход всей ячейки, если выход должен быть регистровым, то сигнал с LUT защелкивается по сигналу синхронизации в D-триггер, выход которого через мультиплексор соединяется с LEOUT. Управляющий вход мультиплексора (на рисунке не показан) подключен к соответствующему биту конфигурационной памяти CRAM.

Если ни у кого не вызывает вопросов как работает триггер и мультиплексор, то с элементом, обозначенным на схеме как LUT, все несколько сложнее. Аббревиатура LUT расшифровывается как Look-Up Table или просто Lookup Table, что дословно можно перевести как «справочная таблица» или «таблица поиска». LUT – это больше, чем таблица, LUT – это скорее метод реализации функции, в котором непосредственное вычисление заменяется поиском по таблице готовых решений. Применительно к ПЛИС это позволяет реализовать любую логическую функцию в виде памяти SRAM, где адрес – это аргумент, а содержимое ячейки – значение. Таким образом, для того, чтобы описать логическую функцию трех переменных (в приведенном примере именно три переменные: DATAA, DATAB и DATAC) достаточно памяти на 8 ячеек. Требуемая таблица истинности хранится в виде маски (LUT-mask) в соответствущей ячейке CRAM. С помощью мультиплексоров выбирается нужное значение. Мультиплексорами управляют сигналы входных портов для построения k-входовой LUT (k-LUT), которая реализует любую логическую функцию из k переменных, требуется 2k бит SRAM и 2k-1 мультиплексоров. На рисунке ниже показана трехвходовая LUT.

Рисунок 2 – Устройство LUT

При таком подходе можно достаточно точно спрогнозировать время прохождения сигнала и оно не будет зависеть от реализуемой логической функции. Эта важная особенность делает возможным временной анализ схемы.

Хорошо! Используя логический элемент, показанный на рисунке 1, можно получить любую логическую функцию трех переменных и ее регистровый вариант. А как быть, если нам понадобится реализовать какой-либо триггер, отличный от D-триггера? Для реализации некоторых типов достаточно имеющегося комбинационного устройства (LUT) на входе D-триггера, но для реализации всех известных триггеров нам все же придется внести некоторые изменения в базовую схему. Во-первых, необходимо ввести обратную связь: для этого с выхода D-триггера подадим сигнал на один из входов LUT. Для того, чтобы достигнутый ранее функционал не пострадал, мы не имеем право занимать уже имеющиеся входа, заменим LUT на 4-х входовый. Во-вторых, увеличим функциональность самого D-триггера, добавим дополнительные линии управления: вход разрешения ENA (от английского «Enable» – «Включить») и вход асинхронного сброса ACLR (от английского «Asynchronous Clear» – «Асинхронная Очистка»). В результате получим схему пригодную для синтеза любых триггеров:

Рисунок 3 – Структура логического элемента (LE) с обратной связью

Существует особый широко распространенный класс логических функций, который подразумевает наличие двух выводов. Речь идет о сумматорах. На вход полного двоичного сумматора поступает два операнда и флаг переноса из младшего разряда, а на выходе сумма и перенос в следующий двоичный разряд. Так как арифметические задачи типичны для ПЛИС, для работы с переносом в базовом логическом элементе предусмотрен специальный канал.

Рисунок 4 – Структура логического элемента (LE) с каналом переноса

Фактически для переноса требуется ввести дополнительную LUT, как показано на рисунке 4, но для простоты восприятия комбинацию LUT будем рассматривать как один целый модуль.

Используя канал переноса, легко объединить ячейки для получения многоразрядного сумматора. На рисунке 5 показана схема 4-разрядного сумматора с последовательным переносом, построенная на четырех базовых логических элементах.

Рисунок 5 – Четырехразрядный сумматор

При разработке базовой логической ячейки решались две задачи: во-первых, синтезируемые устройства должны обладать максимальным быстродействием, во-вторых, использование ресурсов должно быть как можно более полным. В предыдущем примере, если требуется работа сумматора исключительно как комбинационной схемы, выходные мультиплексоры сигнал возьмут с выходов LUT, а вся цепочка триггеров окажется неиспользованной. В противоположность этому, при синтезе последовательного или параллельного регистра, все LUT будут по сути выполнять функцию проводника: соединять вход LE с входом D-триггера. Небольшое дополнение к схеме, даст возможность при необходимости использовать комбинационное устройство и триггер элемента раздельно для синтеза независимых модулей. Мультиплексор на входе триггера позволит выбирать источник сигнала: либо с входа DATAC, либо с выхода LUT. Кроме того, появляется возможность организовать дополнительный канал соединения триггеров соседних LE для увеличения быстродействия при построении последовательных регистров. На рисунке 6 показана схема получившегося логического элемента. Вход REGIN и выход REGOUT образуют выделенный канал для соединения триггеров, вход SLOAD (от английского «Synchronous Loading» – «Синхронная загрузка») управляет выбором источника сигнала для входа триггера.

Рисунок 6 – Структура логического элемента (LE) с возможностью разделения LUT и триггера