LOGICA PROGRAMABLEPLDEstructura bsica

La mayora de los PLDs (los SPLDs) estn formados por matrices de conexiones: una matriz de compuertas AND, y una matriz de compuertas OR y algunos, adems, con registros. Con estos recursos se implementan las funciones lgicas deseadas mediante un software especial y un programador. Las matrices pueden ser fijas o programables. Una matriz de conexiones es una red de conductores distribuidos en filas y columnas con un fusible en cada punto de interseccin, mediante el cual se seleccionan cuales entradas sern conectadas a las compuertas AND/OR. Muchos dispositivos tambin contienen combinaciones de flip-flops y latches que pueden usarse como elementos de almacenaje para entrada y salida de un dispositivo. Los dispositivos ms complejos contienen macroclulas. Las macroclulas permite al usuario configurar el tipo de entradas y salidas necesarias en el diseo.

PAL

Con este tipo de dispositivos pueden simularse arreglos del tipo de Productos Lgicos, o en su caso realizar decodificacin de direcciones. Sin embargo, la mayor aportacin de los dispositivos PAL fue generar aplicaciones especficas en muy corto tiempo. La operacin de estos dispositivos inicio manejando velocidades de 4.7 Mhz para la IBM PC hasta 33 Mhz, para posteriormente alcanzar los 50 Mhz; hoy se pueden encontrar dispositivos que operan con unretraso de propagacin de la seal del orden de 5ns.Un dispositivo PAL, esta contruido con un plano programable AND seguido por un plano fijo OR. Las salidas de las compuertas OR son sumas de productos que pueden ser opcionalmente registradas por un flip-flop en la mayora de los dispositivos. Los PALs tambin ofrecen la ventaja de ser programables en campo. Cada salida en un dispositivo tipo PAL estndar tiene una compuerta OR, que es nica a esa salida. Este no proporciona trminos producto compartidos. Como un nmero limitado de trminos producto se abastecen para cada salida del PAL, las tcnicas de minimizacin lgica son importantes para implementar circuitos lgicos en este tipo de dispositivo.

GAL

Las GAL son dispositivos de matriz lgica genrica. Estn diseados para emular muchas PAL pensadas para el uso de macroclulas. Si un usuario tiene un diseo que se implementa usando varias PAL comunes, puede configurar varias de las mismas GAL para emular cada de uno de los otros dispositivos. Esto reducir el nmero de dispositivos diferentes en existencia y aumenta la cantidad comprada. Comnmente, una cantidad grande del mismo dispositivo debera rebajar el costo individual del dispositivo. Estos dispositivos tambin son elctricamente borrables, lo que los hace muy tiles para los ingenieros de diseo.PLA

Las PLA son matrices lgicas programables. Estos dispositivos contienen ambos trminos AND y OR programables lo que permite a cualquier trmino AND alimentar cualquier trmino OR. Las PLA probablemente tienen la mayor flexibilidad frente a otros dispositivos con respecto a la lgica funcional. Normalmente poseen realimentacin desde la matriz OR hacia la matriz AND que puede usarse para implementar mquinas de estado asncronas. La mayora de las mquinas de estado, sin embargo, se implementan como mquinas sincrnas. Con esta perspectiva, los fabricantes crearon un tipo de PLA denominado Secuencial (Sequencer) que posee registros de realimentacin desde la salida de la matriz OR hacia la matriz AND.

FPGA

Las FPGA son Campos de Matrices de Puertas Programables. Simplemente son matrices de puertas elctricamente programables que contienen mltiples niveles de lgica. Las FPGA se caracterizan por altas densidades de puerta, alto rendimiento, un nmero grande de entradas y salidas definibles por el usuario, un esquema de interconexin flexible, y un entorno de diseo similar al de matriz de puertas. No estn limitadas a la tpica matriz AND-OR. Por contra, contienen una matriz interna configurable de relojes lgicos (CLBs) y un anillo de circunvalacin de bloques de e/s (IOBs).Cada CLB contiene lgica programable combinacional y registros de almacenamiento. La seccin de lgica combinacional es capaz de implementar cualquier funcin booleana de sus variables de entrada.Cada IOB puede programarse independientemente para ser una entrada, y salida con control tri-estado o un pin bidireccional. Tambin contiene flip-flops que pueden usarse como buffers de entrada y salida. Los recursos de interconexin son una red de lneas que corren horizontalmente y verticalmente las filas y columnas entre el CLBS.Los interruptores programables conectan las entradas y salidas de IOBS y CLBS a lneas cercanas. Las lneas largas recorren la anchura o longitud entera del dispositivo, estableciendo intercambios para proporcionar una distribucin de seales crticas con la mnima demora o distorsin.Los diseadores que usan FPGAs pueden definir funciones lgicas en un circuito y revisar estas funciones como sea necesario. As, las FPGAs pueden disearse y verificarse en unos das, a diferencia de las varias semanas necesarias para las matrices de puerta programables.

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