DISEÑO DE HARDWARE DIGITAL

SISTEMAS DIGITALES 1

Maestro: Ing. Mario Edmundo Meza Ibarra

Tarea 1: Diseño de hardware digital (VHDL)

Alumnos:
*Fernando Cárdenas López
*Christian Alonso De la Mora Muñoz
*Gerardo G. Flores Cambre






DISEÑO DE HARWARE DIGITAL (VHDL)
El lenguaje VHDL fue creado con el propósito de especificar y documentar circuitos y sistemas digitales utilizando un lenguaje formal. Elavance de los Dispositivos Lógicos Programables Complejos (CPLD) y los Arreglos de Compuertas Lógicas programables en Campo (FPGA) dentro de la industria de los semiconductores, muestra cada día una marcada tendencia de estas tecnologías a transformarse en la base de las soluciones técnicas, tecnológicas y de mercado, que brindan gran parte de las empresas que componen el sector electro electrónico(Colombiano, aún incipiente; y extranjero, ya maduro) a las múltiples necesidades industriales y de consumo presentes en los actuales entornos de globalización y desarrollo. Una primera tendencia que se marca es la técnica full custom design (Diseño totalmente a la medida), que consiste en desarrollar un circuito para un aplicación específica (ASIC) mediante la integración de transistor portransistor al interior de un integrado. En su fabricación se siguen los pasos tradicionales de diseño: preparación de la oblea o base, el crecimiento epitaxial, la difusión de impurezas, la implantación de iones, la oxidación, la fotolitografía, la metalización y la limpieza química. La segunda tendencia que se observa es el diseño con lógica programable para desarrollar los ASIC y dependiendo de lademanda trasladar este diseño a tecnologías semi-custom design. Éstas consisten en la utilización de celdas programables preestablecidas e insertadas dentro de un circuito integrado. Con base a esto surge la familia de dispositivos lógicos programables (PLD), cuyo nivel de densidad de integración ha venido evolucionando a través del tiempo, desde los PAL (Arreglos Lógicos Programables) hasta llegaral uso de los mencionados CPLD y FPGA, que dada su versatilidad permiten la implementación de ASIC de forma mucho más fácil y económica, para beneficio de los ingenieros encargados de integrar sistemas.
En la práctica se ha convertido, en un gran número de entornos de CAD, en el HDL de referencia para realizar modelos sintetizables automáticamente. Las principales características del lenguajeVHDL se explican en los siguientes puntos:
Descripción textual normalizada: El lenguaje VHDL es un lenguaje de descripción que especifica los circuitos electrónicos en un formato adecuado para ser interpretado tanto por máquinas como por personas. Se trata además de un lenguaje formal, es decir, no resulta ambiguo a la hora de expresar el comportamiento o representar la estructura de un circuito.Está, como ya se ha dicho, normalizado, o sea, existe un único modelo para el lenguaje, cuya utilización está abierta a cualquier grupo que quiera desarrollar herramientas basadas en dicho modelo, garantizando su compatibilidad con cualquier otra herramienta que respete las indicaciones especificadas en la norma oficial. Es, por último, un lenguaje ejecutable, lo que permite que la descripcióntextual del hardware se materialice en una representación del mismo utilizable por herramientas auxiliares tales como simuladores y sintetizadores lógicos, compiladores de silicio, simuladores de tiempo, de cobertura de fallos, herramientas de diseño físico, etc.
Amplio rango de capacidad descriptiva: El lenguaje VHDL posibilita la descripción del hardware con distintos niveles de abstracción,pudiendo adaptarse a distintos propósitos y utilizarse en las sucesivas fases que se dan en el desarrollo de los diseños. Además es un lenguaje adaptable a distintas metodologías de diseño y es independiente de la tecnología, lo que permite, en el primer caso, cubrir el tipo de necesidades de los distintos géneros de instituciones, compañías y organizaciones relacionadas con el mundo de la electrónica...