Atributos do produto

Documentos e medios

Clasificacións ambientais e de exportación

Serie MAX™ CPLD

A serie de dispositivos lóxicos programables complexos Altera MAX™ (CPLD) ofrécelle a menor potencia e os CPLD máis baixos.A familia MAX V CPLD, a familia máis nova da serie CPLD, ofrece o mellor valor do mercado.Presentando unha arquitectura única e non volátil e un dos CPLD de maior densidade da industria, os dispositivos MAX V ofrecen novas funcións robustas cunha potencia total máis baixa en comparación cos CPLD competitivos.A familia MAX II CPLD, baseada na mesma arquitectura innovadora, ofrece baixa potencia e baixo custo por pin de E/S.Os CPLD MAX II son dispositivos instantáneos e non volátiles que teñen como obxectivo aplicacións portátiles e lóxicas de baixa densidade de propósito xeral, como o deseño de teléfonos móbiles.Os CPLD MAX IIZ de potencia cero ofrecen as mesmas vantaxes non volátiles e instantáneas que se atopan na familia MAX II CPLD e son aplicables a unha ampla gama de funcións.Fabricada nun proceso CMOS avanzado de 0,30 µm, a familia MAX 3000A CPLD baseada en EEPROM ofrece capacidade de encendido instantáneo e ofrece densidades de 32 a 512 macrocélulas.

CPLD MAX® V

Os CPLD Altera MAX® V ofrecen o mellor valor da industria en CPLD de baixo custo e baixa potencia, ofrecendo novas funcións robustas cunha potencia total ata un 50 % inferior en comparación cos CPLD competitivos.Altera MAX V tamén presenta unha arquitectura única e non volátil e un dos CPLD de maior densidade da industria.Ademais, o MAX V integra moitas funcións que antes eran externas, como flash, RAM, osciladores e bucles de bloqueo de fase e, en moitos casos, ofrece máis E/S e lóxica por pegada ao mesmo prezo que os CPLD competitivos. .O MAX V utiliza tecnoloxía de envasado ecolóxico, con paquetes de tan só 20 mm2.Os CPLD MAX V son compatibles co software Quartus II® v.10.1, que permite melloras de produtividade que dan como resultado unha simulación máis rápida, unha presentación máis rápida da placa e un peche de tempo máis rápido.

Que é un CPLD (dispositivo lóxico programable complexo)?

A tecnoloxía da información, internet e os chips electrónicos serven como fundamento da era dixital moderna.Case todas as tecnoloxías modernas deben a súa existencia á electrónica, desde internet e comunicacións móbiles ata ordenadores e servidores.A electrónica é un campo amplomoitas subramas.Este artigo ensinarache sobre un dispositivo electrónico dixital esencial coñecido como CPLD (Dispositivo lóxico programable complexo).

Evolución da electrónica dixital

Electrónicaé un campo complexo con miles de dispositivos e compoñentes electrónicos existentes.Non obstante, en liñas xerais, os dispositivos electrónicos están en dúas categorías principais:analóxico e dixital.

Nos primeiros tempos da tecnoloxía electrónica, os circuítos eran análogos, como o son, a luz, a tensión e a corrente.Non obstante, os enxeñeiros electrónicos pronto descubriron que os circuítos analóxicos son moi complexos de deseñar e son caros.A demanda dun rendemento rápido e dos tempos de entrega rápidos levou ao desenvolvemento da electrónica dixital.Hoxe case todos os dispositivos informáticos existentes incorporan IC e procesadores dixitais.No mundo da electrónica, os sistemas dixitais substituíron por completo á electrónica analóxica debido ao seu menor custo, baixo ruído e mellor calidade.integridade do sinal, rendemento superior e menor complexidade.

A diferenza dun número infinito de niveis de datos nun sinal analóxico, un sinal dixital só consta de dous niveis lóxicos (1s e 0s).

Tipos de Dispositivos Electrónicos Dixitais

Os primeiros dispositivos electrónicos dixitais eran bastante sinxelos e consistían só nun puñado de portas lóxicas.Non obstante, co paso do tempo, a complexidade dos circuítos dixitais aumentou, polo que a programabilidade converteuse nunha característica importante dos modernos dispositivos de control dixital.Xurdiron dúas clases diferentes de dispositivos dixitais para proporcionar programabilidade.A primeira clase consistiu en deseño de hardware fixo con software reprogramable.Exemplos deste tipo de dispositivos inclúen microcontroladores e microprocesadores.A segunda clase de dispositivos dixitais presentaba hardware reconfigurable para lograr un deseño de circuítos lóxicos flexibles.Exemplos deste tipo de dispositivos inclúen FPGA, SPLD e CPLD.

Un chip de microcontrolador presenta un circuíto lóxico dixital fixo que non se pode modificar.Non obstante, a programabilidade conséguese cambiando o software/firmware que se executa no chip do microcontrolador.Pola contra, un PLD (dispositivo lóxico programable) está formado por varias celas lóxicas cuxas interconexións poden configurarse mediante un HDL (linguaxe de descrición de hardware).Polo tanto, moitos circuítos lóxicos pódense realizar usando un PLD.Debido a isto, o rendemento e a velocidade dos PLD son xeralmente superiores ao dos microcontroladores e microprocesadores.Os PLD tamén proporcionan aos deseñadores de circuítos un maior grao de liberdade e flexibilidade.

Os circuítos integrados destinados ao control dixital e ao procesamento de sinal normalmente consisten en procesador, circuíto lóxico e memoria.Cada un destes módulos pódese realizar utilizando diferentes tecnoloxías.

Introdución ao CPLD

Como se comentou anteriormente, existen varios tipos diferentes de PLD (dispositivos lóxicos programables), como FPGA, CPLD e SPLD.A diferenza principal entre estes dispositivos reside na complexidade do circuíto e no número de celas lóxicas dispoñibles.Un SPLD normalmente consta duns centos de portas, mentres que un CPLD consta duns poucos miles de portas lóxicas.

En termos de complexidade, CPLD (dispositivo lóxico programable complexo) atópase entre o SPLD (dispositivo lóxico programable sinxelo) e FPGA e, polo tanto, herda as características destes dous dispositivos.Os CPLD son máis complexos que os SPLD pero menos complexos que os FPGA.

Os SPLD máis utilizados inclúen PAL (lóxica de matriz programable), PLA (matriz lóxica programable) e GAL (lóxica de matriz xenérica).PLA consta dun plano AND e un plano OU.O programa de descrición do hardware define a interconexión destes planos.

PAL é bastante semellante ao PLA, non obstante, só hai un plano programable en lugar de dous (plano AND).Ao arranxar un plano, a complexidade do hardware redúcese.Non obstante, este beneficio conséguese a costa da flexibilidade.

Arquitectura CPLD

CPLD pódese considerar como unha evolución de PAL e consta de múltiples estruturas PAL coñecidas como macrocélulas.No paquete CPLD, todos os pinos de entrada están dispoñibles para cada macrocélula, mentres que cada macrocélula ten un pin de saída dedicado.

A partir do diagrama de bloques, podemos ver que un CPLD consta de varias macrocélulas ou bloques de funcións.As macrocélulas están conectadas a través dunha interconexión programable, que tamén se denomina GIM (matriz de interconexión global).Ao reconfigurar o GIM pódense realizar diferentes circuítos lóxicos.Os CPLD interactúan co mundo exterior utilizando E/S dixitais.

Diferenza entre CPLD e FPGA

Nos últimos anos, as FPGA fixéronse moi populares no deseño de sistemas dixitais programables.Hai moitas semellanzas e diferenzas entre CPLD e FPGA.En canto ás semellanzas, ambos son dispositivos lóxicos programables que consisten en matrices de portas lóxicas.Ambos dispositivos están programados usando HDL como Verilog HDL ou VHDL.

A primeira diferenza entre CPLD e FPGA reside no número de portas.Un CPLD contén algúns miles de portas lóxicas, mentres que o número de portas nunha FPGA pode chegar a millóns.Polo tanto, pódense realizar circuítos e sistemas complexos usando FPGA.A desvantaxe desta complexidade é un custo máis elevado.Polo tanto, os CPLD son máis axeitados para aplicacións menos complexas.

Outra diferenza fundamental entre estes dous dispositivos é que os CPLD contan cunha EEPROM non volátil (memoria de acceso aleatorio programable eléctricamente borrable), mentres que as FPGA teñen unha memoria volátil.Debido a isto, un CPLD pode conservar o seu contido mesmo cando estea apagado, mentres que un FPGA non pode conservar o seu contido.Ademais, debido á memoria non volátil incorporada, un CPLD pode comezar a funcionar inmediatamente despois do encendido.A maioría dos FPGA, por outra banda, requiren un fluxo de bits dunha memoria non volátil externa para o inicio.

En termos de rendemento, as FPGA teñen un atraso de procesamento de sinal imprevisible debido á arquitectura altamente complexa combinada coa programación personalizada do usuario.Nos CPLD, o atraso de pin a pin é significativamente menor debido á arquitectura máis sinxela.O atraso de procesamento de sinal é unha consideración importante no deseño de aplicacións en tempo real integradas e críticas para a seguridade.

Debido a frecuencias de operación máis altas e operacións lóxicas máis complexas, algúns FPGA poden consumir máis enerxía que os CPLD.Así, a xestión térmica é unha consideración importante nos sistemas baseados en FPGA.Debido a este motivo, os sistemas baseados en FPGA adoitan empregar disipadores de calor e ventiladores de refrixeración e necesitan fontes de alimentación e redes de distribución máis grandes e complexas.

Desde o punto de vista da seguridade da información, os CPLD son máis seguros xa que a memoria está integrada no propio chip.Pola contra, a maioría dos FPGA requiren memoria externa non volátil, o que pode ser unha ameaza para a seguridade dos datos.Aínda que os algoritmos de cifrado de datos están en FPGA, os CPLD son inherentemente máis seguros en comparación cos FPGA.

Aplicacións de CPLD

Os CPLD atopan a súa aplicación en moitos circuítos de control dixital e procesamento de sinal de complexidade baixa a media.Algunhas das aplicacións importantes inclúen:

1. Os CPLD pódense usar como cargadores de arranque para FPGA e outros sistemas programables.
2. Os CPLD úsanse a miúdo como decodificadores de enderezos e máquinas de estado personalizadas nos sistemas dixitais.
3. Debido ao seu pequeno tamaño e baixo consumo de enerxía, os CPLD son ideais para o seu uso en dispositivos portátiles ede mandispositivos dixitais.
4. Os CPLD tamén se usan en aplicacións de control críticas para a seguridade.