DISPOSITIVOS COMPLEJOS DE LOGICA

PROGRAMABLEComplex Programmable

Logic Device (CPLDs)

Sámec Verott; Diego de la Rosa

¿QUE ES UN CPLD?

Es un dispositivo electrónico correspondiente al grupo de dispositivos de lógica programada.

Lógica programada..? Es lo contrario a la lógica cableada, es decir, este tipo de diseño permite utilizar un circuito o un proyecto para muchas otras funciones con el simple cambio del software que incorpora; a lo que corresponde que un CPLD se pueda usar para el desarrollo de múltiples proyectos.

CRONICA DE LOS CPLDs.

Los CPLDs son el avance y conjunto de otros dispositivos electrónicos programables; antes de estos fueron los PLDs o simplemente dispositivos lógicos programables.

Los Dispositivos Lógicos Programables fueron introducidos a mediados de los 70s. La idea era construir circuitos lógicos combinacionales que fueran programables.

El primer PLD fue llamado PAL (Lógica de matriz programable). Los PAL solo utilizan compuertas lógicas (sin Flip-Flops), por lo que solo permiten la implementación de circuitos combinacionales. Para superar esta limitación luego fueron creados los registered PLDs.

A comienzos de los 80s, se fueron agregando circuitos lógicos adicionales a las salidas de los PLDs. La nueva celda de salida, llamada Macrocell, contiene (a parte de Flip-Flops) puertas lógicas y multiplexores. Esta nueva estructura fue llamada generic PAL (GAL).

Todos estos chips (PAL, PLA, registered PLD, GAL/PALCE) son conocidos en conjunto como SPLDs (Simple PLDs).

Luego de esto se fabricaron chips con muchas GAL en su interior utilizando una arquitectura mucho más sofisticada, mejor tecnología y muchas otras características adicionales como soporte para JTAG. Estas estructuras son conocidas como CPLD (Complex PLD). Los CPLD son bastante populares por su alta densidad de puertas, alto performance y bajo costo.

ARQUITECTURA CPLDs

Matriz de Interconexiones Programables PIM : Es una matriz de filas y columnas con una celda programable de conexión en cada intersección, permite unir los pines de entrada/salida a las entradas del bloque lógico, o las salidas del bloque lógico a las entradas de otro bloque lógico o inclusive a las entradas del mismo.

Bloques Lógicos: Cada uno pose un bloque de compuertas AND y OR en forma de suma de productos.

Macroceldas: Equivale a unas 20/40 compuertas (incluyendo un Flip/Flop programable). En cada macrocelda se desarrolla individualmente las señales de control global. Cada CPLD contiene entre 16 a 1024 macroceldas.

Celda de entrada/salida: La función de una celda de entrada/salida es permitir el paso de una señal hacia dentro o hacia el exterior del dispositivo.

Los CPLDs que combinan varios bloques lógicos similares a las PAL o GAL con una matriz de interconexión programable.

PROGRAMACION DE CPLDS

Dependiendo el tipo de CPLD existen también varios modos de programación y borrado; para el caso común se establece el tipo de programación conocido como Borrable eléctricamente. Este modo de programación/borrado se lleva a cabo mediante la conexión CPLD a una computadora, se realiza con un cable conocido como JTAG USB. La programación de estos dispositivos es generalmente en lenguajes de descripción de hardware , por ejemplo, VHDL, Mentor Graphics o Verilog.

FABRICANTES

Altera (EPM3032A, EPM3064A, EPM3128A, EPM3256A, EPM3512A)

Atmel (ATF15xxAS/ASL/ASV/ASVL) Cypress Semiconductor Lattice Semiconductor (software) (LC4032V-75TN48C. -

MACH4000 ISP) Xilinx (CPLD MAX 7000)

Dependiendo la aplicación y la complejidad de la misma se fabrican CPLDs especificas o con gran capacidad a disposición.

APLICACIONES DISPUESTAS EN CPLDs

Se pueden usar CPLDs para pequeñas aplicaciones, pero algunos de los usos mas renombrados son:

oControladores de video.oControladores LAN.oControladores UART.oControl de memorias cache.

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