Digitales

1.1

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Lógica Programable

INTRODUCCION
El proceso de diseño de sistemas digitales a cambiado dramáticamente en los últimos años. A diferencia del proceso de diseño tradicional, en el cual los diseños incluían un gran número de circuitos integrados SSI (Small Scale Integration) los cuales eran básicamente compuertas, hoy en día los sistemas digitales están formados por dispositivos dealtas densidades de integración. Esto se aplica no solo a dispositivos como procesadores y memorias, sino a circuitos lógicos tales como controladores de máquinas de estado, contadores, registros y decodificadores. Cuando tales dispositivos se destinan a sistemas que deben ser fabricados en grandes volúmenes, ellos deben integrarse en arreglos de compuertas de alta densidad. Sin embargo, los costos amenudo son muy elevados y toman mucho tiempo en ser fabricados, razón por la cual no resultan adecuados para prototipaje. Por estas razones la mayoría de los prototipos, y también muchos diseños finales se construyen utilizando FPDs (Field Programmable Devices). La principal ventaja de los FPDs son: • Fabricación instantánea. • Bajos costos iniciales • Bajos riesgos financieros (ya que laprogramación la realiza el usuario final). • Facilidad en la realización de cambios El mercado de los FPDs ha crecido dramáticamente la pasada década, hasta el punto que en la actualidad existe una gran variedad de dispositivos disponibles. Hoy en día los diseñadores se enfrentan al problema de decidir cual de ellos puede ser utilizado.

1.2

TERMINILOGIA
La terminología que se utilizará en etasección se define a continuación: Dispositivos Programables en Campo (FPD, Field-Programmable Device): Término que se refiere a cualquier tipo de circuito integrado, utilizado para implementar sistemas digitales, donde el chip puede ser configurado por el usuario para realizar diferentes funciones. La programación de estos dispositivos a menudo involucra la utilización de un programador especial, peroalgunos chips pueden programarse en la aplicación final (In System Programming). Los FPDs también reciben el nombre de PLDs (Programmable Logic Devices) o dispositivos Lógicos Programables. • Arreglos Lógicos Programables (PLA, Programmable Logic Array): Es un FPD relativamente pequeño que contiene dos niveles lógicos, un plano AND y un plano OR, ambos niveles son programables. PAL, ProgrammableArray Logic: Dispositivo que tiene un plano AND programable seguido por un plano OR fijo. SPLD (Simple PLD): Un PLD sencillo, normalmente se refiere a un PLA o un PAL.

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CPLD (Complex PLD): Consiste de un arreglo de múltiples bloques SPLD en un chip. Algunas veces reciben los nombres de: PLD mejorado, Super PAL, Mega PAL etc. FPGA (Field-Programmable Gate Array): Arreglo deCompuertas Programable en Campo. Estructura que permite grandes capacidades lógicas. HCPLDs (High-Capacity PLDs): PLD de gran densidad. Interconección: Recurso de conexión en un FPD. Interruptor Programable: Un interruptor programable por el usuario que puede conectar un elemento lógico a un elemento de interconexión. Bloque Lógico: Un pequeño circuito que se repite en un arreglo en un FPD. Cuando seimplementa un circuito en un FPD, primero se descompone en pequeños subcircuitos los cuales pueden implementarse en un bloque lógico. El término bloque lógico se usa en el contexto de los FPGAs, pero también se refiere a un bloque de circuitos en un CPLD. Capacidad Lógica: La cantidad de lógica digital que puede ser implementada en un simple FPD. Es una medida en unidades de “Número de compuertasequivalentes en un Gate Array”. En otras palabras, la capacidad de un FPD es medida por el tamaño de un Gate Array equivalente. En términos simples, la capacidad lógica puede pensarse como “número de compuertas NAND de dos entradas”. Densidad Lógica: La cantidad de lógica por unidad de área en un FPD. Velocidad de ejecución: Medición de la máxima velocidad de un circuito una vez implementado. Para...