Electr Nica Digital Apunte 2 PLDs

Electrónica Digital

Introducción.
1. Dispositivos lógicos programables (PLDs).
2. Tipos de PLDs.
3. Matriz lógica programable (PAL).
4. Matriz lógica genérica (GAL).
5. CPLDs y FPGAs.
6. Programación de los PLDs.
7. Lenguajes de descripción hardware.
8. Cuestionario.
9. Bibliografía.

INTRODUCCIÓN.
En la actualidad el nivel de integración junto con el desarrollo de la microelectrónica hahecho posible desarrollar sistemas completos dentro de un solo circuito integrado SOC (System on chip), con lo que se han mejorado características como velocidad, confiabilidad, consumo de potencia y sobre todo diseño.
Una forma rápida y directa de integrar aplicaciones es mediante la lógica programable, la cual permite independizar el proceso de fabricación del proceso de diseño posterior.


1.DISPOSITIVOS LÓGICOS PROGRAMABLES (PLDs)
PLD significa dispositivo lógico programable por sus siglas en inglés.
Los PLDs se utilizan en muchas aplicaciones para reemplazar a los circuitos SSI (Small scale integration) y MSI (Médium scale integration), ya que ahorran espacio y reducen el número y el costo de los dispositivos en un determinado diseño. El diseño se basa en bibliotecas y mecanismosespecíficos de mapeado de funciones, mientras que su implementación tan sólo requiere una fase de programación del dispositivo que el diseñador suele realizar en muy poco tiempo.
En la actualidad existe una gran variedad de dispositivos lógicos programables, estos dispositivos se clasifican por su arquitectura y son: SPLD, CPLD, FPGA, etc. Cada tipo de dispositivo usa un estilo diferente de matrizpara generar las diferentes ecuaciones.
Los dispositivos PROM, PLA, PAL, y GAL están formados por arreglos o matrices que pueden ser fijos o programables, mientras que los CPLD y FPGA se encuentran estructurados mediante bloques lógicos configurables y celdas lógicas de alta densidad respectivamente. Los siguientes son ejemplos de una matriz programable OR y una matriz programable AND:

Matriztipo OR sin programar y programada.

Matriz tipo AND sin programar y programada.
El arreglo or está formado por un conjunto de compuertas or conectadas a un arreglo programable, el cual contiene un fusible en cada punto de intersección. En esencia, la programación del arreglo consiste en fundir o apagar los fusibles para eliminar las variables que no serán utilizadas.
El arreglo and está formadopor varias compuertas and interconectadas a través de alambres, los cuales cuentan con un fusible en cada punto de intersección. En esencia, la programación del arreglo consiste en fundir o apagar los fusibles para eliminar las variables que no serán utilizadas.

2. TIPOS DE PLDs
Existen cuatro tipos de dispositivos PLD:
• PROM, Programmable Read-Only Memory.
• PLA, Programmable Logic Array.
•PAL, Programmable Array Logic.
• GAL, Generic Array Logic.

2.1. Memoria programable de sólo lectura (PROM)

La memoria programable de sólo lectura (PROM) está formada por un arreglo no programable de compuertas AND conectadas como decodificador y un arreglo programable OR. Se utiliza como una memoria direccionable y no como un dispositivo lógico, debido a las limitaciones que imponen las puertasAND fijas.

2.2. Matriz Lógica Programable (PLA)

El arreglo lógico programable (PLA) es un PLD formado por un arreglo AND y un arreglo OR, ambos programables. En esencia, el PLA se desarrollo para superar las limitaciones de la memoria PROM. También se conoce como FPLA (Field Programmable Logic Array), debido a que es el usuario y no el fabricante el que la programa.

2.3. Matriz LógicaProgramable (PAL)

El arreglo lógico programable (PAL) se encuentra formado por los arreglos AND programable y OR fijo con lógica de salida. Mejora las desventajas de las PLA como los retardos provocados por la implementación de los fusibles adicionales resultantes de utilizar 2 matrices programables y de la complejidad del circuito. Es el dispositivo es programable por una sola vez y se implementa con...