Dispositivos lógicos programables.

Dispositivos Lógicos Programables.
Un dispositivo lógico programable, o PLD (Programmable Logic Device), es un dispositivo cuyas características pueden ser modificadas y almacenadas mediante programación. El principio de síntesis de cualquier dispositivo lógico programable se fundamenta en el hecho de que cualquier función booleana puede ser expresada como una suma de productos. El dispositivoprogramable más simple es el PAL (Programmable Array Logic). El circuito interno de un PAL consiste en un arreglo, o matriz, de compuertas AND y un arreglo de compuertas OR. El arreglo AND es programable mientras que el OR generalmente es fijo. Mediante una matriz de conexiones se seleccionan cuales entradas serán conectadas al arreglo AND, cuyas alidas son conectadas al arreglo OR y de estamanera obtener una función lógica en forma de suma de productos. Una matriz de conexiones es una red de conductores distribuidos en filas y columnas con un fusible en cada punto de intersección.
La mayoría de los PLDs están formados por una matriz de conexiones, una matriz de compuertas AND, y una matriz de compuertas OR y algunos, además, con registros. Con estos recursos se implementan las funcioneslógicas deseadas mediante un software especial y un programador. Las matrices pueden ser fijas o programables. El tipo más sencillo de matriz programable, que data de los años 60, era una matriz de diodos con un fusible en cada punto de intersección de la misma. En la figura se muestran los circuitos básicos para la mayoría de los PLDs.

Figura. Estructuras básicas de un PLD

Matriz GenéricaProgramable
Una Matriz Genérica Programable (GAL, Generic Array Logic) es una denominación que utilizaba originalmente Lattice Semiconductor y que más tarde se licenció a otros fabricantes. Un GAL en su forma básica es un PLD con una matriz AND reprogramable, una matriz OR fija y una lógica de salida programable mediante una macrocelda. Esta estructura permite implementar cualquier funciónlógica como suma de productos con un numero de términos definido.
En los PLDs no reprogramables la síntesis de las ecuaciones lógicas se realiza mediante quema de fusibles en cada punto de intersección de los pines de entrada con las compuertas.
En el caso de un GAL es básicamente la misma idea pero en vez de estar formada por una red de conductores ordenados en filas y columnas en las que en cadapunto de intersección hay un fusible, el fusible se reemplaza por una celda CMOS eléctricamente borrable (EECMOS). Mediante la programación se activa o desactiva cada celda EECMOS y se puede aplicar cualquier combinación de variables de entrada, o sus complementos, a una compuerta AND para generar cualquier operación producto que se desee. Una celda activada conecta su correspondiente intersección defila y columna, y una celda desactivada desconecta la intersección. Las celdas se pueden borrar y reprogramar eléctricamente. A continuación se muestran la estructura típica de un GAL y la macrocelda de salida del GAL22V10.
TIPOS DE PLD´S.
De acuerdo a su estructura estos dispositivos se clasifican en:
PLA PAL GAL
De acuerdo a la tecnología mediante la cual se fabrican, se tienen aquellosque utilizan tecnología bipolar TTL o ECL y los de tecnología CMOS. Los de la primera tecnología son más rápidos y consumen más que los CMOS, la velocidad de propagación es menor de los 7nSeg. y los consumos típicos oscilan alrededor de 100-200 mA, esto para un chip de 20-24 patillas.
De acuerdo a la forma en que pueden ser borrados, también dependerá del tipo de tecnología que se use. LosPLDs bipolares sólo se pueden programar una vez, mientras que la mayoría de los del tipo CMOS son reprogramables por el usuario y permiten una fácil verificación.
Dentro de las PLDs CMOS se tienen dos clases: Los EPLD que son borrables por radiación ultravioleta, por lo cual deben tener ventanas de cuarzo y deben ir encapsulados en cerámica, haciéndolos más costosos que los de la segunda clase,...