Introducción a los pld

os PldI.- Introducción a los dispositivos lógicos programables

1.1 Introducción
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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 puedeser expresada como una suma de productos.

1.2 Expresiones en forma de suma de productos. Y = A’BC + A’B’C’ + A’BC’ + A’B’C
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Las sumas de productos, o SOP (Sum of Products), son utilizadas generalmente en el diseño de sistemas digitales por la facilidad mediante la cual pueden ser obtenidas. La gran mayoría de los dispositivos lógicos programables solamente aceptan ecuaciones booleanas enforma de suma de productos.

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1.2 Expresiones en forma de suma de productos.
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1.2.1 Forma Convencional
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Y = AB’C + A’B’C’ + A’BC’ + A’B’C


¿ A que se le llama minitérmino?



1.2.2 Forma Tipográfica
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

NOT => !  AND => &  OR => #  XOR => $ Y = (A&!B&C)#(!A&!B&!C)#(!A&!B&!C)#(!A&!B&C)

1.2 Expresiones en forma de suma de productos.


1.2.3 FormaSumativa


Y = AB’C + A’B’C’ + A’BC’ + A’B’C


Y = (101,000,010,001)


Y = (5,0,2,1)  Y = (0,1,2,5)

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1.2.4 Usos y ventajas de las diferentes formas


La forma convencional es utilizada para la simplificación de ecuaciones booleanas asi como para el análisis e implementación de circuitos mediante compuertas lógicas.

1.2.4 Usos y ventajas de …




La forma tipográfica seutiliza para facilitar la edición de ecuaciones booleanas para la programación de PLDs mediante una computadora. La forma sumativa se utiliza como un modo abreviado de expresar ecuaciones lógicas, además, que pueden ser fácilmente trasladada a las otras dos formas. También se utiliza en algunos lenguajes de programación de PLDs.

Ejercicio 1.1


Convierte la siguiente expresión SOP de laforma convencional a las formas tipográficas y sumativa. Y = AB’C + ABC’ + A’B’C’ + AB’C

1.3 Implementación con lógica combinacional.


Para implementar ecuaciones booleanas en formas de suma de productos (SOP), las dos formas mas simples son las siguientes.




Mediante Lógica Discreta: Cada minitérmino se convierte a su equivalente mediante compuertas AND, OR y NOT. Esta forma esadecuada para ecuaciones sencillas, no así cuando la ecuación es de varios términos. Mediante Multiplexores Digitales: Es un método mas efectivo y aplicable a casi cualquier ecuación booleana. Pero el numero de minitérminos se que pueden utilizar depende de la capacidad del multiplexor.

1.3 Implementación con lógica …


1.3.1 Implementación con lógica discreta (Con compuertas lógicas).
Y = AB’C + A’BC + A’B’ + B’C’

1.3 Implementación con lógica …


1.3.1 Implementación con multiplexores.
     

Y Y Y Y Y Y

= = = = = =

AB’C + A’BC + A’B’ + B’C’ AB’C + A’BC + A’B’(C+C’) + B’C’(A + A’) AB’C + A’BC + A’B’C + A’B’C’ + AB’C’ + A’B’C’ (101,011,001,000,100,000) (000,001,011,100,101) (0,1,3,4,5)

1.3 Implementación con lógica …


1.3.1 Implementación conmultiplexores.
A B C A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Q

Y

0

1

1.4 Implementación con lógica programable
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



Los dispositivos lógicos programables son circuitos digitales que pueden ser programados por el usuario para implementar una amplia variedad de funciones tanto combinacionales como secuenciales. La limitación práctica de la implementación con lógica discreta es deunas tres variables, y la implementación con multiplexores es útil hasta cuatro variables. Cuando requerimos implementar ecuaciones de mayor complejidad, necesitamos de dispositivos que soporten dicha complejidad. Por lo tanto la solución es, entonces, utilizar dispositivos programables como ROMs, PALs o FPLAs.

1.4.1 Read Only Memory ROM
El modelo mas simple de memoria ROM es un circuito...