unitat 1-3 pld’sdigsys.upc.es/ed/sed/unitats/unitat_1_3/sed_unitat_1_3.pdf · 2018-07-18 ·...

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

1

Unitat 1-3PLD’s

Com és la tecnologia

programable?

PALCPLD

GAL

FPGA

Arquitectures precursores

Arquitectures avançades

Des del 1975

Més de 106 portes !!

Amb macrocel·la de sortida programable

Estructura bàsica AND-OR programable

Per exemple l’Altera EPF10K20 amb

20000 portes lògiques

Dissenya el teu

propi µP o DSP amb

VHDL

Sistemes Electrònics Digitals i altres matèries avançades

Electrònica Digital

Fes-te el teu propi xip !!

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

2

Tecnologies de programacióExemple de síntesi: funció XOR

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

3

Tecnologia EPROM / E 2 PROMProgramació i funcionament bàsic

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

4

Arquitectures precursores

Esquema lògic d’una PAL16L8

¡¡ La majoria de xips de la sèrie

74XXes poden programar en PLD’s !!

Estalvi de:• Costos i

estocs

• Consum de potència

• Espai de targeta de circuit imprès

Dissenys fets a mida !

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

5

Arquitectures precursores

Esquema lògic d’una PAL16RP6

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

6

Arquitectures precursores GALEstructura d’una GAL22V10

Output logic macrocell (OLMC)

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

7

Arquitectures precursores GALEstructura d’una GAL16V8

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

8

Arquitectures precursores GALPossibles configuracions de la OLMC d’una GAL22V10

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

9

PLD’s per a sistemes seqüencials

Moore

Com que inclouen els registres FF es pot dissenyar tota la FSM dins d’un sol circuit integrat !!

SISTEMA

COMBINACIONAL 2

SISTEMA

COMBINACIONAL 1

REGISTRE D’ESTAT DE

r BITS

normalment (FF-D) CD

SD

CLK

p = r

r

r

r

n

m

(S)

(S+)

Z

X

El registre d’estat de r bits

Les entrades X i les variables internes S

Les sortides Z i les variables internes S

Els SC1 i SC2

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

10

Arquitectures precursores

Esquema lògic d’una PAL16RP6

“Registered”FF -D

SC per calcular el proper estat S+

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

11

Arquitectures precursores GALPossibles configuracions de la OLMC d’una GAL22V10

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

12

Arquitectures precursores GALEstructura d’una GAL22V10

Output logic macrocell(OLMC)

amb FF-D

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

13

Arquitectures evolucionades CPLD’s

Arquitectura

Família MAX 7000 d’Altera

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

14

Arquitectures evolucionades CPLD’sFamília MAX 7000 d’Altera

Estructura d’una macrocel.la

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

15

Arquitectures evolucionades CPLD’sFamília MAX 7000 d’Altera

Arquitectura d’un EPM- 7128S (versió de 84 pins)

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

16

Exemples de programació de SC en PLD’s GAL22V10A la Web ED trobareu exercicis de mostra (U 1.13, U 1.14, U 1.15):

Funcions combinacionals senzilles (BOOLE-DEUSTO + PROTEUS)Descodificador Hexadecimal a 7 segments (OrCAD + PROTEUS) (versions en captura d’esquemàtic i en VHDL per tal que pugueu comparar-les)

A la Web SED trobareu:Pràctica SPLD_Pract_1: El vostre primer disseny en l’entorn de programació ispLEVERispLEVER de Lattice Semiconductor

¡¡ Baixant-vos els programaris i els fitxers dels projectes podeu fer córrer vosaltres mateixos aquestes aplicacions i gravar els PLD amb el programador de l’EPSC !!

El fitxer nom_SC.JED es grava dins

Guions de Sistemes Electrònics Digitals: Unitat 1-3

17

Exemples de programació de SS en PLD’s GAL22V10

A la Web ED trobareu exercicis de mostra (U 2.6, U 2.7):Cel·la de memòria d’1 bit (BOOLE-DEUSTO + PROTEUS)Comptador binari de 8 estats (BOOLE-DEUSTO + PROTEUS) Comptador universal de 3 bits (OrCAD + PROTEUS (versions en captura d’esquemàtic)Comptador de 3 bits + descodificador HEX-7seg (versió mixta captura d’esquemàtic i VHDL)Comptador de 8 bits (OrCAD + PROTEUS) (versió VHDL)

A la Web SED trobareu: • Pràctica SPLD_Pract_2: El disseny d’un comptador com a punt de

partida per al disseny VHDL d’un rellotge digital d’HH:MM:SS en l’entorn de programació ispLEVERispLEVER de Lattice Semiconductor

• Pràctica SPLD_Pract_3: El disseny d’un generador de senyal PWM programable per al control de potència d’un calefactor