Atributs del producte

Documents i mitjans

Classificacions ambientals i d'exportació

Sèrie MAX™ CPLD

La sèrie de dispositius lògics programables complexos (CPLD) Altera MAX™ us ofereix els CPLD de menor potència i menor cost.La família MAX V CPLD, la família més nova de la sèrie CPLD, ofereix el millor valor del mercat.Amb una arquitectura única i no volàtil i un dels CPLD de densitat més gran de la indústria, els dispositius MAX V ofereixen noves funcions robustes amb una potència total inferior en comparació amb els CPLD competitius.La família MAX II CPLD, basada en la mateixa arquitectura innovadora, ofereix baixa potència i baix cost per pin d'E/S.Els CPLD MAX II són dispositius instantanis i no volàtils que s'orienten a aplicacions portàtils i lògiques de propòsit general de baixa densitat, com ara el disseny de telèfons mòbils.Els CPLD MAX IIZ de potència zero ofereixen els mateixos avantatges no volàtils i instantanis que es troben a la família MAX II CPLD i són aplicables a una àmplia gamma de funcions.Fabricada amb un procés CMOS avançat de 0,30 µm, la família MAX 3000A CPLD basada en EEPROM ofereix una capacitat d'encesa instantània i ofereix densitats de 32 a 512 macrocel·les.

CPLD MAX® V

Els CPLD Altera MAX® V ofereixen el millor valor de la indústria en CPLD de baix cost i baixa potència, oferint noves funcions robustes amb una potència total fins a un 50% menor en comparació amb els CPLD competitius.Altera MAX V també compta amb una arquitectura única i no volàtil i un dels CPLD de densitat més gran de la indústria.A més, el MAX V integra moltes funcions que abans eren externes, com ara flaix, RAM, oscil·ladors i bucles bloquejats en fase i, en molts casos, ofereix més E/S i lògica per empremta al mateix preu que els CPLD competitius. .El MAX V utilitza tecnologia d'envasament verd, amb paquets tan petits com 20 mm2.Els CPLD MAX V són compatibles amb el programari Quartus II® v.10.1, que permet millores de productivitat que permeten una simulació més ràpida, una visualització més ràpida de la placa i un tancament de temps més ràpid.

Què és un CPLD (dispositiu lògic programable complex)?

La tecnologia de la informació, Internet i els xips electrònics serveixen com a base de l'era digital moderna.Gairebé totes les tecnologies modernes deuen la seva existència a l'electrònica, des d'Internet i la comunicació cel·lular fins a ordinadors i servidors.L'electrònica és un camp ampli ambmoltes subbranques.Aquest article us ensenyarà un dispositiu electrònic digital essencial conegut com CPLD (Dispositiu lògic programable complex).

Evolució de l'electrònica digital

Electrònicaés un camp complex amb milers de dispositius i components electrònics existents.Tanmateix, a grans trets, els dispositius electrònics es divideixen en dues categories principals:analògic i digital.

En els primers temps de la tecnologia electrònica, els circuits eren anàlegs, com ara el so, la llum, el voltatge i el corrent.Tanmateix, els enginyers electrònics aviat van descobrir que els circuits analògics són molt complexos de dissenyar i cars.La demanda d'un rendiment ràpid i temps de rotació ràpids van portar al desenvolupament de l'electrònica digital.Avui en dia, gairebé tots els dispositius informàtics existents incorporen circuits integrats i processadors digitals.En el món de l'electrònica, els sistemes digitals han substituït completament l'electrònica analògica a causa del seu menor cost, baix soroll, millorintegritat del senyal, rendiment superior i complexitat menor.

A diferència d'un nombre infinit de nivells de dades en un senyal analògic, un senyal digital només consta de dos nivells lògics (1s i 0s)

Tipus de dispositius electrònics digitals

Els primers dispositius electrònics digitals eren bastant simples i constaven només d'un grapat de portes lògiques.Tanmateix, amb el temps, la complexitat dels circuits digitals va augmentar, la programabilitat es va convertir en una característica important dels dispositius de control digital moderns.Van sorgir dues classes diferents de dispositius digitals per proporcionar programabilitat.La primera classe consistia en un disseny de maquinari fix amb programari reprogramable.Alguns exemples d'aquests dispositius inclouen microcontroladors i microprocessadors.La segona classe de dispositius digitals presentava maquinari reconfigurable per aconseguir un disseny de circuit lògic flexible.Alguns exemples d'aquests dispositius inclouen FPGA, SPLD i CPLD.

Un xip de microcontrolador té un circuit lògic digital fix que no es pot modificar.Tanmateix, la programabilitat s'aconsegueix canviant el programari/firmware que s'executa al xip del microcontrolador.Per contra, un PLD (dispositiu lògic programable) està format per múltiples cel·les lògiques les interconnexions de les quals es poden configurar mitjançant un HDL (llenguatge de descripció de maquinari).Per tant, molts circuits lògics es poden realitzar mitjançant un PLD.Per això, el rendiment i la velocitat dels PLD són generalment superiors als dels microcontroladors i microprocessadors.Els PLD també proporcionen als dissenyadors de circuits un major grau de llibertat i flexibilitat.

Els circuits integrats destinats al control digital i al processament del senyal solen estar formats per processador, circuit lògic i memòria.Cadascun d'aquests mòduls es pot realitzar utilitzant diferents tecnologies.

Introducció a CPLD

Com s'ha comentat anteriorment, existeixen diversos tipus diferents de PLD (dispositius lògics programables), com ara FPGA, CPLD i SPLD.La diferència principal entre aquests dispositius rau en la complexitat del circuit i el nombre de cel·les lògiques disponibles.Normalment, un SPLD consta d'uns quants centenars de portes, mentre que un CPLD consta d'uns quants milers de portes lògiques.

Pel que fa a la complexitat, CPLD (dispositiu lògic programable complex) es troba entre SPLD (dispositiu lògic programable simple) i FPGA i, per tant, hereta les característiques d'aquests dos dispositius.Els CPLD són més complexos que els SPLD però menys complexos que els FPGA.

Els SPLD més utilitzats inclouen PAL (lògica de matriu programable), PLA (matriu lògica programable) i GAL (lògica de matriu genèrica).PLA consta d'un pla AND i un pla OR.El programa de descripció del maquinari defineix la interconnexió d'aquests plans.

PAL és bastant similar al PLA, però només hi ha un pla programable en lloc de dos (pla I).En fixar un pla, la complexitat del maquinari es redueix.Tanmateix, aquest benefici s'aconsegueix a costa de la flexibilitat.

Arquitectura CPLD

CPLD es pot considerar com una evolució de PAL i consta de múltiples estructures PAL conegudes com a macrocèl·lules.Al paquet CPLD, tots els pins d'entrada estan disponibles per a cada macrocel·la, mentre que cada macrocel·la té un pin de sortida dedicat.

A partir del diagrama de blocs, podem veure que un CPLD consta de múltiples macrocel·les o blocs de funció.Les macrocèl·lules es connecten mitjançant una interconnexió programable, que també es coneix com a GIM (matriu d'interconnexió global).En reconfigurar el GIM, es poden realitzar diferents circuits lògics.Els CPLD interactuen amb el món exterior utilitzant E/S digitals.

Diferència entre CPLD i FPGA

En els últims anys, els FPGA s'han tornat molt populars en el disseny de sistemes digitals programables.Hi ha moltes similituds i diferències entre CPLD i FPGA.Pel que fa a les similituds, tots dos són dispositius lògics programables que consisteixen en matrius de portes lògiques.Tots dos dispositius es programen amb HDL com Verilog HDL o VHDL.

La primera diferència entre CPLD i FPGA rau en el nombre de portes.Un CPLD conté uns quants milers de portes lògiques, mentre que el nombre de portes en una FPGA pot arribar a milions.Per tant, es poden realitzar circuits i sistemes complexos mitjançant FPGA.L'inconvenient d'aquesta complexitat és un cost més elevat.Per tant, els CPLD són més adequats per a aplicacions menys complexes.

Una altra diferència clau entre aquests dos dispositius és que els CPLD inclouen una EEPROM no volàtil (memòria d'accés aleatori programable esborrable elèctricament), mentre que les FPGA tenen una memòria volàtil.Per això, un CPLD pot retenir el seu contingut fins i tot quan està apagat, mentre que un FPGA no pot retenir el seu contingut.A més, a causa de la memòria no volàtil integrada, un CPLD pot començar a funcionar immediatament després de l'engegada.La majoria dels FPGA, d'altra banda, requereixen un flux de bits d'una memòria externa no volàtil per a l'inici.

Pel que fa al rendiment, els FPGA tenen un retard de processament del senyal impredictible a causa de l'arquitectura altament complexa combinada amb la programació personalitzada de l'usuari.En els CPLD, el retard de pin a pin és significativament menor a causa d'una arquitectura més senzilla.El retard del processament del senyal és una consideració important en el disseny d'aplicacions en temps real integrades i crítiques per a la seguretat.

A causa de les freqüències de funcionament més altes i les operacions lògiques més complexes, alguns FPGA poden consumir més energia que els CPLD.Per tant, la gestió tèrmica és una consideració important en els sistemes basats en FPGA.Per aquest motiu, els sistemes basats en FPGA sovint utilitzen dissipadors de calor i ventiladors de refrigeració i necessiten fonts d'alimentació i xarxes de distribució més grans i complexes.

Des del punt de vista de la seguretat de la informació, els CPLD són més segurs ja que la memòria està integrada al propi xip.Per contra, la majoria dels FPGA requereixen memòria externa no volàtil, que pot ser una amenaça per a la seguretat de les dades.Tot i que els algorismes de xifratge de dades es troben a les FPGA, els CPLD són inherentment més segurs en comparació amb els FPGA.

Aplicacions de CPLD

Els CPLD troben la seva aplicació en molts circuits digitals de control i processament de senyal de complexitat baixa a mitjana.Algunes de les aplicacions importants inclouen:

1. Els CPLD es poden utilitzar com a carregadors d'arrencada per a FPGA i altres sistemes programables.
2. Els CPLD s'utilitzen sovint com a descodificadors d'adreces i màquines d'estat personalitzades en sistemes digitals.
3. A causa de la seva petita mida i baix consum d'energia, els CPLD són ideals per utilitzar-los en portàtils iportàtildispositius digitals.
4. Els CPLD també s'utilitzen en aplicacions de control crítiques per a la seguretat.