Dispositivos Lógicos Programables (PLD´s).

¿Qué es un PLD?• Circuito integrado digital, donde la función

boolena puede ser determinada por el usuario.

• Los PLD´s pueden reemplazar circuitos integrados de propósito especifico en el diseño de circuitos digitales.

• Un solo PLD es funcionalmente equivalente a dispositivos que tienen desde 5 hasta 10,000 compuertas lógicas.

• Básicamente en los PLD´s se pueden implementar funciones booleanas usando Suma de Productos o Productos de Suma usando una estructura AND-OR.

Arquitectura Básica de los PLD´s• Los PLD´s contienen una

arquitectura general predefinida y se puede reprogramar por el usuario.

• Agunos PLD´s contiene flip-flops y Latches para ser usados como elementos de almacenamiento para entradas y salidas.

• Los pines pueden ser usados como entradas, salidas o I/O con habilitación de tres estados.

Ventajas de los PLD´s

• Reduce la cantidad de CI• Reduce el espacio en las

tarjetas electrónicas.• Menor consumo de potencia.• Tiempo de diseño corto.• Se pueden realizar cambios del

programa (mantenimiento).• Compacta.

• Estos dispositivos están basados en transistores bipolares ó transistores especiales que cuando se hace circular una fuerte corriente dejan de conducir, pero pueden volver a conducir aplicando una diferencia de potencial en el circuito.

A

B

C

D

w

x

y

z

X X XX X X X

X

XX X X X

X XX X

X X

XXX X

X X X X

X

X

XXX

XXX

La GAL (Generic Array Logic) es un PLD E²CMOS, la cual es básicamente un PLA pero contiene a la salida FF´s D y compuertas XOR (Macrocelda) para cambiar el estado lógico de la salida, además de retroalimentar las salidas de los FF.

Macrocelda

GAL16V8• 8 SALIDAS CON

MACROCELDAS• PIN 1: SEÑAL DE RELOJ

CLK• PIN 11: OUTPUT ENABLE

PARA HABILITAR LAS SALIDAS DEL REGISTRO.

• 8 TERMINOS PRODUCTOS POR SALIDA.

Hay tres configuraciones posibles para la macrocelda OLMC (Output Logic Macrocell) que son: simple, complejo y registrado.

Existen dos bits globales que son SYN y AC0 para el control del modo de configuración. El bit XOR para control de la polaridad de la salida en cualquiera de los tres modos, mientras que el bit AC1 para el control de la configuración de la entrada salida de las macroceldas.

• En modo simple todos los pines de salida son realimentados por los pines adyacentes.

• En el modo registrado, el pin 1 y el pin 11 son configurados como reloj y habilitación de la salida.

• En el modo complejo el pin 1 y 11 se usan como entradas y se usan para retroalimentar los pines 19 y 12 respectivamente.

MODO SIMPLE.

MODO REGISTRADO.

MODO COMPLEJO.

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO CON DISPOSITIVOS LOGICOS PROGRAMABLES.

1. Especificar la función que el circuito deseado debe realizar.2. Generación de las ecuaciones booleanas requeridas para

implementar esa función.3. Simplificación de las ecuaciones booleanas.4. Generación de un mapa de fusibles desde las ecuaciones booleanas.5. Simulación Lógica (Opcional).6. Programación de dispositivo seleccionado.7. Chequeo o test del dispositivo ya programado con el programador.

Software para compilar los programas de los PLD:

• ABEL• CUPL• LOGIC/ic• ORCAD-PLD• PLDesigner• TANGO-PLD

GAL22V10• 10 SALIDAS CON MACROCELDA.• CIRCUITO DE 24 PINES.• PIN1: SEÑAL DE RELOJ.• PIN 13: OUTPUT ENABLE• PIN 14 Y 23 : 8 TERMINOS PRODUCTOS• PIN 15 Y 22: 10 TERMINOS PRODUCTOS.• PIN 16 Y 21: 12 TERMINOS PRODUCTOS.• PIN 17 Y 20: 14 TERMINOS PRODUCTOS.• PN 18 Y 19: 16 TERMINOS PRODUCTOS.

SOFTWARE DE PROGRAMACION CUPL

• IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS COMBINACIONALES.USO DE ECUACIONES BOOLENAS Ó TABLAS DE VERDAD.

• IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS SECUENCIALES.USO DE ECUACIONES DE SECUENCIAS DE ESTADO Ó MAQUINAS DE ESTADO.

Ejemplo:• Diseñar un circuito para el

control de un motor de pasos, con señal de dirección del giro.

CIRCUITO SECUENCIALRELOJ

DIR

OE

A

B

C

D

Designer Engineer ;Company CDM FI UNAM ;Assembly None ;Location ;Device g16v8a ;/* *************** INPUT PINS *********************/PIN 1 = clk;PIN 2 = dir;PIN 11 = !oe;

/* *************** OUTPUT PINS *********************/PIN 19 = A ; /* */ PIN 18 = B ; /* */ PIN 17 = C ; /* */ PIN 16 = D ; /*

/** Ecuaciones Logicas */

B.d = dir $ A;A.d = !dir&!B # dir&B;C= !A;D= !B;