Lastnosti izdelka

Dokumenti in mediji

Okoljske in izvozne klasifikacije

Serija MAX™ CPLD

Serija kompleksnih programabilnih logičnih naprav (CPLD) Altera MAX™ vam zagotavlja CPLD z najmanjšo močjo in najcenejšimi stroški.Družina MAX V CPLD, najnovejša družina v seriji CPLD, zagotavlja najboljšo vrednost na trgu.Naprave MAX V z edinstveno, nehlapno arhitekturo in enim CPLD z največjo gostoto v industriji zagotavljajo robustne nove funkcije pri nižji skupni moči v primerjavi s konkurenčnimi CPLD.Družina MAX II CPLD, ki temelji na enaki prelomni arhitekturi, zagotavlja nizko porabo energije in nizke stroške na I/O pin.MAX II CPLD so nehlapne naprave s takojšnjim vklopom, ki ciljajo na splošno uporabno logiko z nizko gostoto in prenosne aplikacije, kot je oblikovanje mobilnih telefonov.CPLD MAX IIZ z ničelno močjo ponujajo enake nehlapne in takojšnje prednosti, kot jih ima družina CPLD MAX II, in so uporabni za širok spekter funkcij.Družina MAX 3000A CPLD, ki temelji na EEPROM-u in je izdelana po naprednem procesu CMOS 0,30 µm, zagotavlja možnost takojšnjega vklopa in ponuja gostoto od 32 do 512 makrocelic.

MAX® V CPLD

CPLD-ji Altera MAX® V zagotavljajo najboljšo vrednost v industriji pri nizkocenovnih CPLD-jih z nizko porabo energije, saj ponujajo robustne nove funkcije pri do 50 % nižji skupni moči v primerjavi s konkurenčnimi CPLD-ji.Altera MAX V ima tudi edinstveno, nehlapno arhitekturo in enega CPLD z največjo gostoto v industriji.Poleg tega MAX V vključuje številne funkcije, ki so bile prej zunanje, kot so flash, RAM, oscilatorji in fazno zaklenjene zanke, in v mnogih primerih zagotavlja več V/I in logike na odtis po enaki ceni kot konkurenčni CPLD-ji. .MAX V uporablja tehnologijo zelene embalaže s paketi, majhnimi od 20 mm2.MAX V CPLD podpira programska oprema Quartus II® v.10.1, ki omogoča izboljšave produktivnosti, kar ima za posledico hitrejšo simulacijo, hitrejši prikaz plošče in hitrejše časovno zapiranje.

Kaj je CPLD (kompleksna programabilna logična naprava)?

Informacijska tehnologija, internet in elektronski čipi so temelj sodobne digitalne dobe.Skoraj vse sodobne tehnologije dolgujejo svoj obstoj elektroniki, od interneta in mobilne komunikacije do računalnikov in strežnikov.Elektronika je obsežno področjeveliko podpanog.Ta članek vas bo naučil o bistveni digitalni elektronski napravi, znani kot CPLD (Complex Programmable Logic Device).

Razvoj digitalne elektronike

elektronikaje zapleteno področje s tisoči obstoječih elektronskih naprav in komponent.Vendar pa so elektronske naprave na splošno razdeljene v dve glavni kategoriji:analogni in digitalni.

V zgodnjih dneh elektronske tehnologije so bila vezja analogna, kot so zvok, svetloba, napetost in tok.Vendar so inženirji elektronike kmalu ugotovili, da so analogna vezja zelo zapletena za načrtovanje in draga.Zahteva po hitrem delovanju in hitrem pretočnem času je pripeljala do razvoja digitalne elektronike.Danes skoraj vsaka obstoječa računalniška naprava vključuje digitalne IC-je in procesorje.V svetu elektronike so digitalni sistemi popolnoma nadomestili analogno elektroniko zaradi nižje cene, nizkega šuma, boljšecelovitost signala, vrhunska zmogljivost in manjša kompleksnost.

Za razliko od neskončnega števila podatkovnih nivojev v analognem signalu je digitalni signal sestavljen samo iz dveh logičnih nivojev (1s in 0s).

Vrste digitalnih elektronskih naprav

Prve digitalne elektronske naprave so bile precej preproste in so vsebovale le nekaj logičnih vrat.Sčasoma pa se je kompleksnost digitalnih vezij povečala, zato je programljivost postala pomembna značilnost sodobnih digitalnih krmilnih naprav.Za programiranje sta se pojavila dva različna razreda digitalnih naprav.Prvi razred je obsegal fiksno zasnovo strojne opreme s programsko opremo, ki jo je bilo mogoče reprogramirati.Primeri takih naprav vključujejo mikrokrmilnike in mikroprocesorje.Drugi razred digitalnih naprav je vseboval rekonfigurabilno strojno opremo za doseganje prilagodljive zasnove logičnega vezja.Primeri takih naprav vključujejo FPGA, SPLD in CPLD.

Čip mikrokrmilnika ima fiksno digitalno logično vezje, ki ga ni mogoče spreminjati.Vendar pa je programljivost dosežena s spremembo programske/strojne programske opreme, ki deluje na čipu mikrokrmilnika.Nasprotno pa je PLD (programabilna logična naprava) sestavljena iz več logičnih celic, katerih medsebojne povezave je mogoče konfigurirati z uporabo HDL (jezika za opis strojne opreme).Zato je veliko logičnih vezij mogoče realizirati z uporabo PLD.Zaradi tega sta zmogljivost in hitrost PLD na splošno boljši od mikrokrmilnikov in mikroprocesorjev.PLD oblikovalcem vezij zagotavljajo tudi večjo stopnjo svobode in prilagodljivosti.

Integrirana vezja, namenjena digitalnemu krmiljenju in obdelavi signalov, so običajno sestavljena iz procesorja, logičnega vezja in pomnilnika.Vsak od teh modulov je mogoče realizirati z uporabo različnih tehnologij.

Uvod v CPLD

Kot smo že omenili, obstaja več različnih vrst PLD (programabilnih logičnih naprav), kot so FPGA, CPLD in SPLD.Glavna razlika med temi napravami je v kompleksnosti vezja in številu razpoložljivih logičnih celic.SPLD je običajno sestavljen iz nekaj sto vrat, medtem ko je CPLD sestavljen iz nekaj tisoč logičnih vrat.

Kar zadeva kompleksnost, je CPLD (kompleksna programabilna logična naprava) vmes med SPLD (enostavna programirljiva logična naprava) in FPGA ter tako podeduje značilnosti obeh naprav.CPLD so bolj zapleteni od SPLD, vendar manj zapleteni od FPGA.

Najpogosteje uporabljeni SPLD vključujejo PAL (programmable array logic), PLA (programmable array array) in GAL (generic array logic).PLA je sestavljen iz ene ravnine IN in ene ravnine ALI.Program za opis strojne opreme definira medsebojno povezavo teh ravnin.

PAL je precej podoben PLA, vendar obstaja le ena programabilna ravnina namesto dveh (ravnina IN).S fiksiranjem ene ravnine se kompleksnost strojne opreme zmanjša.Vendar je ta prednost dosežena na račun prilagodljivosti.

Arhitektura CPLD

CPLD je mogoče obravnavati kot razvoj PAL in je sestavljen iz več struktur PAL, znanih kot makrocelice.V paketu CPLD so vsi vhodni zatiči na voljo vsaki makrocelici, medtem ko ima vsaka makrocelica namenski izhodni zatič.

Iz blokovnega diagrama lahko vidimo, da je CPLD sestavljen iz več makrocelic ali funkcijskih blokov.Makrocelice so povezane preko programabilne medsebojne povezave, ki jo imenujemo tudi GIM (globalna interkonekcijska matrika).Z rekonfiguracijo GIM je mogoče realizirati različna logična vezja.CPLD komunicirajo z zunanjim svetom z uporabo digitalnih V/I.

Razlika med CPLD in FPGA

V zadnjih letih so FPGA postali zelo priljubljeni pri načrtovanju programabilnih digitalnih sistemov.Med CPLD in FPGA je veliko podobnosti in tudi razlik.Kar zadeva podobnosti, sta obe programabilni logični napravi, sestavljeni iz nizov logičnih vrat.Obe napravi sta programirani z uporabo HDL-jev, kot sta Verilog HDL ali VHDL.

Prva razlika med CPLD in FPGA je v številu vrat.CPLD vsebuje nekaj tisoč logičnih vrat, medtem ko lahko število vrat v FPGA doseže milijone.Zato je mogoče kompleksna vezja in sisteme realizirati z uporabo FPGA.Slaba stran te zapletenosti je višji strošek.Zato so CPLD bolj primerni za manj zapletene aplikacije.

Druga ključna razlika med tema dvema napravama je, da imajo CPLD vgrajen obstojen EEPROM (električno izbrisljiv programabilni pomnilnik z naključnim dostopom), medtem ko imajo FPGA hlapni pomnilnik.Zaradi tega lahko CPLD obdrži svojo vsebino tudi, ko je izklopljen, medtem ko FPGA ne more obdržati svoje vsebine.Poleg tega lahko CPLD zaradi vgrajenega obstojnega pomnilnika začne delovati takoj po vklopu.Po drugi strani večina FPGA za zagon zahteva bitni tok iz zunanjega obstojnega pomnilnika.

Kar zadeva zmogljivost, imajo FPGA nepredvidljivo zakasnitev obdelave signala zaradi zelo zapletene arhitekture v kombinaciji z uporabniškim programiranjem po meri.Pri CPLD-jih je zakasnitev pin-to-pin bistveno manjša zaradi enostavnejše arhitekture.Zakasnitev obdelave signala je pomemben vidik pri načrtovanju varnostno kritičnih in vdelanih aplikacij v realnem času.

Zaradi višjih delovnih frekvenc in bolj zapletenih logičnih operacij lahko nekatere FPGA porabijo več energije kot CPLD.Tako je toplotno upravljanje pomemben vidik v sistemih, ki temeljijo na FPGA.Zaradi tega razloga sistemi, ki temeljijo na FPGA, pogosto uporabljajo hladilnike in hladilne ventilatorje ter potrebujejo večje, bolj zapletene napajalnike in distribucijska omrežja.

Z vidika informacijske varnosti so CPLD bolj varni, saj je pomnilnik vgrajen v sam čip.Nasprotno, večina FPGA potrebuje zunanji obstojni pomnilnik, kar je lahko grožnja varnosti podatkov.Čeprav so algoritmi za šifriranje podatkov v FPGA, so CPLD sami po sebi bolj varni v primerjavi s FPGA.

Aplikacije CPLD

CPLD najdejo svojo uporabo v številnih vezjih za digitalno krmiljenje in obdelavo signalov nizke do srednje kompleksnosti.Nekatere pomembne aplikacije vključujejo:

1. CPLD se lahko uporabljajo kot zagonski nalagalniki za FPGA in druge programabilne sisteme.
2. CPLD se pogosto uporabljajo kot dekoderji naslovov in avtomati po meri v digitalnih sistemih.
3. Zaradi svoje majhnosti in nizke porabe energije so CPLD idealni za uporabo v prenosnih inročnidigitalne naprave.
4. CPLD se uporabljajo tudi v varnostno kritičnih nadzornih aplikacijah.