Plds

Arten von PLDs

Ein PLD ist ein Gerät, das programmiert werden kann, um jede Logikfunktion auszuführen. Es gibt verschiedene Arten von PLDs, und jede Art hat ihre eigenen Eigenschaften und Fähigkeiten. Hier sind die Haupttypen:

• Programmable Logic Array (PLA)

  Ein Programmable Logic Array (PLA) ist ein programmierbares Logikgerät, das aus programmierbaren UND-Gattern gefolgt von programmierbaren ODER-Gattern besteht. Der PLA kann jede Logikfunktion von n Variablen implementieren. Die Struktur des PLA ist unten dargestellt:

  Der PLA hat zwei Ebenen von Logikgattern. Die erste Ebene besteht aus UND-Gattern, die Produktterms erzeugen. Die zweite Ebene besteht aus ODER-Gattern, die die Produktterms summieren, um die endgültige Ausgabe zu erzeugen. Die Anzahl der UND-Gatter ist größer oder gleich der Anzahl der ODER-Gatter. Dies ermöglicht es dem PLA, alle möglichen Produktterms zu erzeugen. Danach summieren die ODER-Gatter die Produktterms, um die Ausgabe zu generieren.

• Programmable Array Logic (PAL)

  Ein PAL ist eine Art von PLD, die aus festen UND-Gattern und programmierbaren ODER-Gattern besteht. Der PAL kann kombinatorische Logikfunktionen implementieren. Die Struktur des PAL ist unten dargestellt:

  Der PAL hat eine Ebene von UND-Gattern und mehrere Ebenen von ODER-Gattern. Die UND-Gatter erzeugen Produktterms, und die ODER-Gatter summieren die Produktterms. Die Anzahl der UND-Gatter ist kleiner oder gleich der Anzahl der ODER-Gatter. Dies begrenzt die Anzahl der Produktterms, vereinfacht jedoch die Programmierung.

• Field Programmable Gate Array (FPGA)

  Ein FPGA ist ein hochgradig vielseitiges PLD mit einer großen Anzahl von Logikblöcken. Jeder Logikblock kann jede Logikfunktion implementieren. Die Struktur des FPGA ist unten dargestellt:

  Die Logikblöcke sind durch programmierbare Verbindungen verbunden. Dies ermöglicht es den Blöcken, so konfiguriert zu werden, dass sie jede digitale Schaltung implementieren. Der FPGA kann komplexe Logikfunktionen implementieren. Er kann auch sequenzielle Schaltungen mit Flip-Flops und Speicherelementen implementieren. Der FPGA ist rekonfigurierbar, sodass er mehrfach für verschiedene Anwendungen programmiert und neu programmiert werden kann.

• Complex Programmable Logic Device (CPLD)

  Ein CPLD ist eine Art von PLD, die aus mehreren Logikblöcken besteht. Jeder Block ist durch feste Verbindungen verbunden. Der CPLD kann kombinatorische und sequenzielle Logik implementieren. Die Struktur des CPLD ist unten dargestellt:

  Die Logikblöcke sind weniger flexibel als die im FPGA. Dennoch vereinfachen die festen Verbindungen den Designprozess. Der CPLD ist geeignet für die Implementierung digitaler Schaltungen mittlerer Komplexität. Der CPLD ist nichtflüchtig, sodass er seine Konfiguration ohne Stromversorgung behält.

Entwurf von PLDs

Der Entwurf eines PLD-Systems kann grob in mehrere Schlüsselkomponenten unterteilt werden, die jeweils eine entscheidende Rolle für die Gesamtfunktionalität des Systems spielen.

• Laserquelle

  Die Laserquelle ist das Herz eines PLD-Systems. Sie verwendet typischerweise einen gepulsten Excimerlaser, der ultraviolettes Licht bei einer Wellenlänge von 248 nm emittiert. Diese Wellenlänge ist ideal für PLD, da sie von den meisten Materialien, insbesondere Metallen und Dielektrika, effizient absorbiert wird. Der Laser erzeugt hochenergetische Pulse, die ein kleines Volumen des Zielmaterials verflüchtigen und dabei eine Wolke aus Atomen, Ionen und Molekülen schaffen.

• Vakuumkammer

  Die Vakuumkammer ist der Ort, an dem der Abscheidungsprozess stattfindet. Sie sorgt für eine Hochvakuumatmosphäre, um Kontamination zu minimieren und die Umgebung zu kontrollieren. Die Kammer ist mit Fenstern ausgestattet, um das Ziel und das Substrat während des Prozesses zu beobachten. Sie beherbergt auch einen Substrathalter, der gedreht und beheizt werden kann, um eine gleichmäßige Abscheidung zu gewährleisten und den abgeschiedenen Film zu rekuperieren.

• Ziel und Substrat

  Das Ziel ist das Material, das auf das Substrat abgeschieden wird. Es liegt normalerweise in Form einer Scheibe vor und kann aus Metallen, Keramiken oder Verbindungen bestehen. Das Substrat ist die Oberfläche, auf die der Film abgeschieden wird. Es ist typischerweise aus Silizium, Glas oder Saphir gefertigt und wird vorbereitet, um die Haftung zu verbessern und die Qualität des abgeschiedenen Films zu steigern.

• Optisches System

  Ein optisches System konzentriert den Laserstrahl auf das Ziel. Es besteht in der Regel aus Spiegeln und Linsen, die den Strahl mit hoher Präzision ausrichten und fokussieren. Die Ausrichtung des optischen Systems ist entscheidend, um eine konsistente und gleichmäßige Ablation des Zielmaterials zu gewährleisten.

• Steuersystem

  Das Steuersystem verwaltet die verschiedenen Parameter des PLD-Prozesses. Es kontrolliert die Pulsfrequenz des Lasers, das Vakuumniveau in der Kammer, die Temperatur des Substrats und die Atmosphäre in der Kammer. Es stellt sicher, dass jeder Parameter innerhalb seines optimalen Bereichs eingestellt und gehalten wird, um hochwertige Dünnfilme zu erreichen.

• Überwachungs- und Analysesoftware

  Überwachungstools wie Quartz-Kristall-Mikrowaagen (QCM) werden verwendet, um die Dicke des abgeschiedenen Films in Echtzeit zu messen. Analysetools wie Röntgendiffraktion (XRD) und Rasterelektronenmikroskopie (REM) werden verwendet, um die Struktur und Eigenschaften des Films nach der Abscheidung zu charakterisieren. Diese Tools bieten wertvolle Rückmeldungen, die helfen, den Abscheidungsprozess zu optimieren und die Qualität der Filme zu verbessern.

Trage-/Übereinstimmungsvorschläge für PLDs

Bei der Auswahl einer Art, eine personalisierte Kennzeichenplatte zu tragen oder mit ihr zu kombinieren, sollten die Personen hauptsächlich den Stil, die Farben und die Themen des Schildes berücksichtigen. Wenn das Schild beispielsweise lebhafte Farben oder ein bestimmtes Thema wie Natur oder Tiere hat, könnte man es mit Kleidungsaccessoires kombinieren, die diese Farben oder Themen ergänzen. Eine Platte mit einem Sonnenuntergangsdesign könnte mit einem lässigen Outfit kombiniert werden, das ein T-Shirt oder einen Hoodie mit warmen Farben wie Orange oder Gelb enthält. In ähnlicher Weise könnte eine Platte mit einem bestimmten Tier passende Accessoires wie Schmuck oder Taschen inspirieren, die Tiermotive enthalten.

Darüber hinaus sollte die Gesamtästhetik des personalisierten Schildes mit dem persönlichen Stil des Trägers übereinstimmen. Wenn jemand zum Beispiel eine Platte mit einem schlanken, modernen Design hat, könnte er sie mit zeitgenössischen Modeartikeln wie minimalistischen Uhren, Designer-Sonnenbrillen oder eleganten Handtaschen kombinieren. Umgekehrt, wenn das Schild ein vintage Thema zeigt, könnte man es mit retro-inspirierten Kleidungsstücken und Accessoires wie hoch taillierten Jeans, weichen Hüten oder klassischen Loafers kombinieren.

Außerdem sollten die Personen den Anlass berücksichtigen, wenn sie ihre Kleidung mit dem Design ihres personalisierten Kennzeichens abstimmen. Für lässige Ausflüge können sie leicht Elemente des Designs des Schildes in ihre Alltagskleidung integrieren. Zum Beispiel könnte jemand mit einer Platte, die einen bestimmten Ort zeigt, ein T-Shirt oder eine Cap tragen, die mit dem Namen oder Logo dieses Ortes bedruckt ist. Für formellere Anlässe können sie sich in subtilerer Weise von der Platte inspirieren lassen, indem sie Farben oder Motive in ihre Accessoires integrieren. Eine Platte mit einem Bergdesign könnte jemanden inspirieren, ein berge-inspiriertes Armband oder Manschettenknöpfe für einen eleganten Akzent zu tragen.

Schließlich erfordert das Tragen und Kombinieren personalisierter Kennzeichenplattendesigns Kreativität und ein Verständnis für die eigenen Stilvorlieben. Durch die Berücksichtigung der Designelemente der Platte können die Personen Outfits und Accessoires erstellen, die ihre Persönlichkeit widerspiegeln, während sie ihren personalisierten Platten Tribut zollen. Ob durch komplementäre Farben, thematische Elemente oder spezifische Motive, es gibt endlose Möglichkeiten, personalisierte Kennzeichenplattendesigns nahtlos in den Kleiderschrank zu integrieren.

Q&A

F1: Was unterscheidet ein PD-LED von einem gewöhnlichen LED?

A1: Während sowohl PD-LEDs als auch gewöhnliche LEDs Licht emittieren, unterscheiden sich ihre Funktionen erheblich. Gewöhnliche LEDs sind hauptsächlich Lichtquellen, während PD-LEDs sowohl Licht abgeben als auch es erkennen können, wodurch sie sowohl als Lichtquelle als auch als Sensor fungieren können. Diese bidirektionale Fähigkeit ermöglicht es PD-LEDs, in fortschrittlichen Kommunikationssystemen wie der sichtbaren Lichtkommunikation (VLC) eingesetzt zu werden.

F2: Was sind die potenziellen Anwendungen der PD-LED-Technologie?

A2: Die PD-LED-Technologie hat eine breite Palette von Anwendungen. In der sichtbaren Lichtkommunikation (VLC) ermöglicht sie die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung durch Licht, die für den Internetzugang in Umgebungen genutzt werden kann, in denen die traditionelle Funkfrequenzkommunikation schwierig ist. PD-LEDs werden auch in LiFi-Systemen für die drahtlose Datenübertragung, in optischen Sensoren zur Umweltüberwachung und in der Telekommunikation für die Glasfaserkommunikation verwendet.

F3: Können PD-LEDs sowohl für Beleuchtung als auch für Kommunikation gleichzeitig verwendet werden?

A3: Ja, PD-LEDs können sowohl für Beleuchtung als auch für Kommunikation gleichzeitig verwendet werden. Diese Fähigkeit macht sie ideal für Anwendungen, bei denen Beleuchtung und Datenübertragung gleichzeitig erforderlich sind. Zum Beispiel können PD-LEDs in intelligenten Beleuchtungssystemen Umgebungslicht bereitstellen und gleichzeitig als Medium für die Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation dienen, was nahtlosen Internetzugang und Steuerung von Smart-Geräten ermöglicht.

F4: Was sind die Vorteile der Verwendung von PD-LEDs in der drahtlosen Kommunikation?

A4: Die Vorteile der Verwendung von PD-LEDs in der drahtlosen Kommunikation umfassen hohe Datenübertragungsraten, verbesserte Sicherheit und reduzierte Störungen. PD-LEDs können Datenraten erreichen, die mit denen traditioneller drahtloser Kommunikationsmethoden vergleichbar oder sogar darüber liegen. Darüber hinaus dringt Licht nicht leicht durch Wände, was eine zusätzliche Sicherheitsschicht bei der Datenübertragung hinzufügt und Störungen von anderen Geräten minimiert.