Toote atribuudid

Dokumendid ja meedia

Keskkonna- ja ekspordiklassifikatsioonid

MAX™ CPLD seeria

Altera MAX™ kompleksse programmeeritava loogikaseadme (CPLD) seeria pakub teile madalaima võimsusega ja madalaima hinnaga CPLD-sid.MAX V CPLD perekond, uusim CPLD-seeria perekond, pakub turu parimat väärtust.Unikaalse, muutumatu arhitektuuri ja ühe tööstuse suurima tihedusega CPLD-ga MAX V seadmed pakuvad tugevaid uusi funktsioone väiksema koguvõimsusega võrreldes konkurentsivõimeliste CPLD-dega.Samal murrangulisel arhitektuuril põhinev MAX II CPLD perekond pakub madalat võimsust ja madalat kulu ühe I/O viigu kohta.MAX II CPLD-d on koheselt sisse lülitatavad mittelenduvad seadmed, mis on suunatud üldotstarbelistele madala tihedusega loogikatele ja kaasaskantavatele rakendustele, nagu mobiiltelefonide disain.Nullvõimsusega MAX IIZ CPLD-d pakuvad samu mittelenduvaid, kohese sisselülitamisega seotud eeliseid, mis on MAX II CPLD perekonnas, ja neid saab kasutada paljude funktsioonide jaoks.EEPROM-il põhinev MAX 3000A CPLD-perekond, mis on valmistatud täiustatud 0,30 µm CMOS-protsessiga, pakub kohese sisselülitamise võimalust ja pakub tihedust 32 kuni 512 makroelementi.

MAX® V CPLD-d

Altera MAX® V CPLD-d pakuvad tööstuse parimat väärtust madalate kuludega ja väikese võimsusega CPLD-dega, pakkudes tugevaid uusi funktsioone kuni 50% väiksema koguvõimsusega võrreldes konkurentsivõimeliste CPLD-dega.Altera MAX V-l on ka ainulaadne, muutumatu arhitektuur ja üks tööstuse suurima tihedusega CPLD-sid.Lisaks integreerib MAX V paljusid varem väliseid funktsioone, nagu välkmälu, RAM, ostsillaatorid ja faasilukuga silmused, ning paljudel juhtudel pakub see rohkem sisendeid ja loogikat jalajälje kohta sama hinnaga kui konkurentsivõimelised CPLD-d. .MAX V kasutab rohelist pakendamistehnoloogiat, mille pakendid on kuni 20 mm2.MAX V CPLD-sid toetab Quartus II® Software v.10.1, mis võimaldab tootlikkuse suurendamist, mille tulemuseks on kiirem simulatsioon, kiirem tahvli avamine ja kiirem sulgemine.

Mis on CPLD (Complex Programmable Logic Device)?

Infotehnoloogia, internet ja elektroonilised kiibid on moodsa digiajastu aluseks.Peaaegu kõik kaasaegsed tehnoloogiad võlgnevad oma olemasolu elektroonikale, alates Internetist ja mobiilsidevõrgust kuni arvutite ja serveriteni.Elektroonika on suur valdkondpalju allharusid.See artikkel räägib teile olulisest digitaalsest elektroonilisest seadmest, mida nimetatakse CPLD-ks (Complex Programmable Logic Device).

Digitaalse elektroonika areng

Elektroonikaon keeruline valdkond, kus on olemas tuhandeid elektroonilisi seadmeid ja komponente.Laias laastus jagunevad elektroonikaseadmed siiski kahte põhikategooriasse:analoog ja digitaalne.

Elektroonikatehnoloogia algusaegadel olid ahelad analoogsed, nagu heli, valgus, pinge ja vool.Kuid elektroonikainsenerid avastasid peagi, et analoogskeeme on väga keeruline projekteerida ja need on kallid.Nõudlus kiire jõudluse ja kiirete pöördeaegade järele viis digitaalse elektroonika arenguni.Tänapäeval sisaldavad peaaegu kõik olemasolevad arvutusseadmed digitaalseid IC-sid ja protsessoreid.Elektroonikamaailmas on digitaalsed süsteemid nüüdseks täielikult asendanud analoogelektroonika tänu oma madalamale hinnale, madalale müratasemele, paremakssignaali terviklikkus, suurepärane jõudlus ja väiksem keerukus.

Erinevalt analoogsignaali lõpmatust arvust andmetasemetest koosneb digitaalsignaal ainult kahest loogilisest tasemest (1s ja 0s).

Digitaalsete elektrooniliste seadmete tüübid

Varased digitaalsed elektroonikaseadmed olid üsna lihtsad ja koosnesid vaid käputäiest loogikaväravatest.Kuid aja jooksul suurenes digitaalsete vooluahelate keerukus, mistõttu sai programmeeritavus tänapäevaste digitaalsete juhtimisseadmete oluliseks omaduseks.Programmeeritavuse tagamiseks tekkis kaks erinevat digitaalseadmete klassi.Esimene klass koosnes fikseeritud riistvara disainist koos ümberprogrammeeritava tarkvaraga.Selliste seadmete näideteks on mikrokontrollerid ja mikroprotsessorid.Teise klassi digitaalseadmetel oli ümberkonfigureeritav riistvara, et saavutada paindlik loogikaahela disain.Selliste seadmete näideteks on FPGA-d, SPLD-d ja CPLD-d.

Mikrokontrolleri kiibil on fikseeritud digitaalne loogikalülitus, mida ei saa muuta.Programmeeritavus saavutatakse aga mikrokontrolleri kiibil töötava tarkvara/püsivara muutmisega.Vastupidi, PLD (programmeeritav loogikaseade) koosneb mitmest loogikast, mille omavahelisi ühendusi saab konfigureerida HDL-i (riistvara kirjelduskeele) abil.Seetõttu saab PLD abil realiseerida paljusid loogikalülitusi.Tänu sellele on PLD-de jõudlus ja kiirus üldiselt paremad kui mikrokontrolleritel ja mikroprotsessoritel.PLD-d pakuvad ka vooluringide projekteerijatele suuremat vabadust ja paindlikkust.

Digitaalseks juhtimiseks ja signaalitöötluseks mõeldud integraallülitused koosnevad tavaliselt protsessorist, loogikast ja mälust.Kõiki neid mooduleid saab realiseerida erinevate tehnoloogiate abil.

Sissejuhatus CPLD-sse

Nagu varem mainitud, on olemas mitut erinevat tüüpi PLD-sid (programmeeritavad loogikaseadmed), näiteks FPGA, CPLD ja SPLD.Peamine erinevus nende seadmete vahel seisneb vooluahela keerukuses ja saadaolevate loogikaelementide arvus.SPLD koosneb tavaliselt mõnesajast väravast, samas kui CPLD koosneb mõnest tuhandest loogilisest väravast.

Keerukuse poolest jääb CPLD (kompleks programmeeritav loogikaseade) SPLD (lihtne programmeeritav loogikaseade) ja FPGA vahele ning seega pärib funktsioonid mõlemalt seadmelt.CPLD-d on keerulisemad kui SPLD-d, kuid vähem keerukad kui FPGA-d.

Enimkasutatavate SPLD-de hulka kuuluvad PAL (programmeeritav massiivi loogika), PLA (programmeeritav loogikamassiivi) ja GAL (üldine massiivi loogika).PLA koosneb ühest JA tasapinnast ja ühest VÕI tasapinnast.Riistvara kirjeldusprogramm määratleb nende tasandite omavahelise ühenduse.

PAL on üsna sarnane PLA-ga, kuid seal on ainult üks programmeeritav tasapind kahe (JA tasand) asemel.Ühe tasapinna fikseerimisega väheneb riistvaraline keerukus.See kasu saavutatakse aga paindlikkuse hinnaga.

CPLD arhitektuur

CPLD-d võib pidada PAL-i evolutsiooniks ja see koosneb mitmest PAL-struktuurist, mida nimetatakse makrorakkudeks.CPLD paketis on kõik sisendviigud saadaval igale makroelemendile, samas kui igal makroelemendil on spetsiaalne väljundviik.

Plokkskeemist näeme, et CPLD koosneb mitmest makrorakust või funktsiooniplokist.Makroelemendid on ühendatud programmeeritava ühenduse kaudu, mida nimetatakse ka GIM-iks (global interconnection matrix).GIM-i ümberkonfigureerimisega saab realiseerida erinevaid loogikalülitusi.CPLD-d suhtlevad välismaailmaga, kasutades digitaalseid I/O-sid.

Erinevus CPLD ja FPGA vahel

Viimastel aastatel on FPGA-d muutunud programmeeritavate digitaalsüsteemide kujundamisel väga populaarseks.CPLD ja FPGA vahel on palju sarnasusi ja erinevusi.Sarnasuste osas on mõlemad programmeeritavad loogikaseadmed, mis koosnevad loogikavärava massiividest.Mõlemad seadmed on programmeeritud kasutades HDL-e, nagu Verilog HDL või VHDL.

Esimene erinevus CPLD ja FPGA vahel seisneb väravate arvus.CPLD sisaldab paar tuhat loogikaväravat, samas kui FPGA väravate arv võib ulatuda miljoniteni.Seetõttu saab FPGA-de abil realiseerida keerulisi ahelaid ja süsteeme.Selle keerukuse negatiivne külg on kõrgem hind.Seega sobivad CPLD-d vähem keerukate rakenduste jaoks.

Teine oluline erinevus nende kahe seadme vahel on see, et CPLD-del on sisseehitatud püsiv EEPROM (elektriliselt kustutatav programmeeritav muutmälu), samas kui FPGA-del on lenduv mälu.Seetõttu võib CPLD oma sisu säilitada ka siis, kui see on välja lülitatud, samas kui FPGA ei saa oma sisu säilitada.Lisaks võib CPLD sisseehitatud püsimälu tõttu hakata tööle kohe pärast sisselülitamist.Enamik FPGA-sid seevastu nõuab käivitamiseks bitivoogu välisest püsimälust.

Toimivuse osas on FPGA-del ettearvamatu signaalitöötluse viivitus, mis on tingitud väga keerulisest arhitektuurist koos kasutaja kohandatud programmeerimisega.CPLD-des on pin-to-pin viivitus lihtsama arhitektuuri tõttu oluliselt väiksem.Signaalitöötluse viivitus on oluline kaalutlus ohutuskriitiliste ja manustatud reaalajas rakenduste kavandamisel.

Kõrgemate töösageduste ja keerukamate loogikatoimingute tõttu võivad mõned FPGA-d tarbida rohkem energiat kui CPLD-d.Seega on soojusjuhtimine FPGA-põhistes süsteemides oluline kaalutlus.Seetõttu kasutavad FPGA-põhised süsteemid sageli jahutusradiaatoreid ja jahutusventilaatoreid ning vajavad suuremaid ja keerukamaid toiteallikaid ja jaotusvõrke.

Infoturbe seisukohast on CPLD-d turvalisemad, kuna mälu on kiibi sisse ehitatud.Vastupidi, enamik FPGA-sid nõuab välist püsimälu, mis võib olla andmeturbe oht.Kuigi andmete krüpteerimisalgoritmid on FPGA-des, on CPLD-d oma olemuselt turvalisemad kui FPGA-d.

CPLD rakendused

CPLD-d leiavad oma rakenduse paljudes madala kuni keskmise keerukusega digitaalsetes juhtimis- ja signaalitöötlusahelates.Mõned olulised rakendused hõlmavad järgmist:

1. CPLD-sid saab kasutada FPGA-de ja muude programmeeritavate süsteemide alglaaduritena.
2. CPLD-sid kasutatakse sageli aadresside dekoodritena ja kohandatud olekumasinatena digitaalsüsteemides.
3. Väikese suuruse ja väikese energiatarbimise tõttu sobivad CPLD-d ideaalselt kasutamiseks kaasaskantavates jakäeshoitavdigitaalsed seadmed.
4. CPLD-sid kasutatakse ka ohutuskriitilistes juhtimisrakendustes.