Tareas

DISEÑO LOGICO CON DISPOSITIVOS LOGICOS
PROGRAMABLES (PLD’S)

ING. LUIS F. LAPHAM CARDENAS
PROFESOR INVESTIGADOR
DIVISION DE ELECTRONICA
C.E.T.I.

RESUMEN
En este artículo intentamos mostrar
el cambio dramático que ha experimentado el
diseño digital electrónico, pasando de la
clásica
implementación de circuitos por
medio de la lógica discreta (TTL y CMOS), al
diseño basado en laprogramación de PLD’s.
Los PLD’s son circuitos integrados en
los que se pueden programar ecuaciones
lógicas Booleanas, tanto combinatorias como
secuenciales. Existen actualmente una gran
variedad de estos chips, y algunos de ellos
pueden contener hasta 10,000 compuertas
lógicas.
La importancia de esta tecnología
radica en el hecho de que la mayoría de los
equipos electrónicos modernosincluyen en
su diseño PLD’s, por lo que todo profesional
relacionado con el mantenimiento o
fabricación de equipo electrónico deberá
dominar dicha metodología.

PALABRAS CLAVE
DISPOSITIVO LÓGICO PROGRAMABLE.
PROGRAMACIÓN LÓGICA.
LÓGICA DISCRETA.
LÓGICA PROGRAMABLE.
PROM’S.

puntos de cruce, en los años 60’s. Esta
matriz más un decodificador en sus entradas
abrió paso a la memoria PROM(memoria de
sólo lectura programable) en 1970, que es
una memoria direccionable de sólo lectura en
circuito integrado. Este paso impulsó
enormemente
el
almacenamiento
de
información para diversos fines, sin embargo,
muchas aplicaciones lógicas requieren mayor
flexibilidad que las PROMS no ofrecen.
El problema anterior fue resuelto con
la invención del PAL (arreglo lógico
programable),en 1976 por la compañía
Monolitics Memories. Estos dispositivos
emergieron como una solución simple y
económica a los problemas de la lógica TTL y
CMOS discreta. Además, esta compañía
diseño el programa PALASM, que servía
para convertir las ecuaciones Booleanas, que
describen el comportamiento del circuito, al
Mapa de Fusibles para el “quemado” de los
fusibles del PAL. Después, los PAL’sexperimentaron mejoras en su densidad de
integración y varias compañías adquirieron
derechos de producción.
En 1986, la empresa Lattice
Semiconductor, presentó el primer PAL
eléctricamente borrable denominado GAL
(arreglo lógico genérico), los que son
ideales para su utilización en el diseño de
prototipos de equipo electrónico muy diverso,
además de que pueden protegerse contra lapiratería.
En la tabla siguiente se muestra la
evolución de los PLD’s en función a la
velocidad y cantidad de compuertas.

PAL’S.
GAL’S.
METODOLOGÍA DE DISEÑO.

FECHA
1985
1988
1992

VELOCIDAD
600
5,000
10,000

No. COMP.
25 MHZ
50 MHZ
70 MHZ

INTRODUCCIóN

¿ QUE SON LOS PLD’S ?

El uso de la Lógica Programable en
el diseño digital se inicia con la matriz de
diodos, confusibles de aluminio en sus

En general un PLD es un circuito que
puede ser configurado por el usuario para

Figura 1. Estructura de un PLD.
ejecutar una o varias funciones lógicas. Un
PLD estándar esta formado como lo muestra
la gráfica siguiente.
Los tipos estándar de PLD’s son :
•

•
•

•

PROM’s : son utilizados como elementos de
memoria y tienen un arreglo fijo de
compuertasAND
(conocido
como
decodificador) seguido por un arreglo
programable OR.
PAL’s : Estos dispositivos tienen un arreglo
AND programable seguido de un arreglo fijo
OR.
GAL’s : Estos chips están fabricados en base
a tecnología CMOS, por lo que consumen
mucho menos potencia y su principal ventaja
es que son eléctricamente reprogramables.
Además, sus salidas pueden también ser
configuradaspor el usuario.
PLA’s : Estos circuitos tienen ambos
arreglos, AND y OR, programables, lo cual
permite gran flexibilidad en el diseño de
funciones lógicas complejas y con gran
cantidad de entradas/salidas.

secuencial, y se pueden subdividir en los
pasos siguientes :
•
•
•
•

La implementación del diseño consiste en
seleccionar y usar las herramientas, tanto de
hardware y...