CPLD อธิบาย: คู่มือสำหรับอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

ในโลกที่มีพลวัตของการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์อุปกรณ์ตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ที่ซับซ้อน (CPLDs) โดดเด่นเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์การผสมผสานความสามารถในการปรับความแม่นยำและประสิทธิภาพอุปกรณ์เหล่านี้ปฏิวัติการออกแบบวงจรโดยการแนะนำเซลล์มาโครที่ตั้งโปรแกรมได้และเมทริกซ์การเชื่อมต่อระหว่างกันที่โดดเด่นทำให้สามารถสร้างฟังก์ชั่นตรรกะที่ซับซ้อนด้วยความน่าเชื่อถือที่น่าทึ่งจากการเริ่มต้นของพวกเขาในปี 1980 ถึงบทบาทสำคัญของพวกเขาในอุตสาหกรรมสมัยใหม่เช่นเครือข่ายยานยนต์และการบินและอวกาศ CPLD ได้พิสูจน์แล้วว่าจำเป็นสำหรับคุณที่กำลังมองหาทั้งความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพบทความนี้ขุดลงไปในการเดินทางของ CPLDS คุณสมบัติที่โดดเด่นของพวกเขาแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริงและวิธีการเขียนโปรแกรมที่ทำให้พวกเขาเป็นรากฐานที่สำคัญในการออกแบบตรรกะดิจิตอล

แคตตาล็อก

1. ภาพรวมของ CPLD

2. การระบุและการจำแนกประเภทของ FPGA และ CPLD

3. ภาษาการเขียนโปรแกรมของ CPLD

CPLD Explained: A Guide to Programmable Logic Devices

ภาพรวมของ CPLD

ภายในการปกครองของอุปกรณ์ลอจิกที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ (CPLDs) หนึ่งค้นพบพรมที่ซับซ้อนของเซลล์แมโครลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้เชื่อมโยงกันผ่านเมทริกซ์การเชื่อมต่อระหว่างกันที่โดดเด่นเซลล์มาโคร (MC) และอินพุต/เอาท์พุท (I/O) สายไฟช่วยให้คุณสามารถออกแบบวงจรการกำหนดค่าโครงสร้างสำหรับฟังก์ชั่นที่ไม่ซ้ำกันซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์ที่น่างงงวยโดยเวลาเชื่อมต่อระหว่างกันที่ซับซ้อน CPLDs ใช้สายโลหะที่เคลื่อนที่ได้ลักษณะนี้มอบพฤติกรรมนาฬิกาที่สอดคล้องและคาดการณ์ได้ให้พวกเขาคาดการณ์เวลาที่น่าเชื่อถือและแม่นยำยิ่งขึ้น

การเดินทางและการใช้ประโยชน์

ปี 1970 ได้ประกาศการถือกำเนิดของอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLDs) ส่งเสริมการย้ายไปยังหน่วยแมโครที่ตั้งโปรแกรมได้การเปลี่ยนแปลงนี้แนะนำความยืดหยุ่นในการออกแบบที่เพียงพอโดยตั้งให้แตกต่างจากวงจรดิจิตอลแบบคงที่แม้ว่ายูทิลิตี้ของพวกเขาจะถูก จำกัด ให้เป็นวงจรที่ง่ายกว่าการถือกำเนิดของ CPLDs ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 ปฏิวัติภูมิทัศน์นี้ปูทางไปสู่การออกแบบวงจรที่ซับซ้อนตั้งแต่นั้นมาพวกเขาได้ถักทอเป็นโครงสร้างของอุตสาหกรรมเช่นเครือข่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์การตัดเฉือนซีเอ็นซีและระบบการบินและอวกาศคุณสามารถระลึกถึงวิธีการที่ CPLDS กระบวนการง่ายขึ้นซึ่งครั้งหนึ่งเคยเรียกร้องแรงงานด้วยตนเองที่พิถีพิถันซึ่งเป็นการก้าวกระโดดที่น่าทึ่งอย่างมีประสิทธิภาพ

คุณสมบัติที่โดดเด่นของ CPLDS

CPLDs แยกแยะตัวเองผ่านการเขียนโปรแกรมที่ปรับได้การบูรณาการอย่างกว้างขวางความสามารถในการพัฒนาที่รวดเร็วและการบังคับใช้ที่หลากหลายพร้อมกับต้นทุนการผลิตที่ประหยัดพวกเขาดึงดูดผู้ที่มีประสบการณ์ฮาร์ดแวร์น้อยที่สุดซึ่งทำหน้าที่เป็นผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้และปลอดภัยซึ่งไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบอย่างละเอียดในฐานะที่เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความกล้าหาญของพวกเขาในการออกแบบวงจรขนาดใหญ่ CPLDs มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาต้นแบบและให้บริการต่ำกว่า 10,000 หน่วยรวบรวมความสามารถที่เป็นประโยชน์สำหรับคุณความเชี่ยวชาญที่ CPLDs ปรับให้เข้ากับความต้องการของโครงการที่พัฒนาขึ้นมักจะได้รับการชื่นชมโดยเน้นความสามารถรอบตัวจริงในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก

วิธีการใช้งาน

วงจรรวมเหล่านี้ช่วยให้คุณสามารถอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับฟังก์ชั่นลอจิกที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการของพวกเขาโดยใช้ทั้งแผนผังและคำอธิบายฮาร์ดแวร์ภาษาบนแพลตฟอร์มการพัฒนาตัวอย่างเช่นในการออกแบบเครื่องตอบรับแผนผังและคำอธิบายฮาร์ดแวร์ได้รับการจัดทำและรวบรวมบนคอมพิวเตอร์การใช้สายเคเบิลดาวน์โหลดรหัสจะถูกถ่ายโอนไปยัง CPLD สำหรับการเขียนโปรแกรมในระบบซึ่งประกอบด้วยการทดสอบการแก้ไขปัญหาและการปรับปรุงการออกแบบการออกแบบที่สร้างขึ้นสำเร็จจะได้รับการผลิตเป็นจำนวนมากโดยการทำซ้ำชิป CPLDในโครงการเช่นระบบสัญญาณไฟจราจรการทำซ้ำกระบวนการออกแบบจะจำเป็นต้องมีความจำเป็นคล้ายกับการสร้างบ้านเพื่อฟื้นฟูความแปลกใหม่วิธีการซ้ำ ๆ นี้มักจะวางรากฐานสำหรับการเรียนรู้เพิ่มทั้งทักษะและความมั่นใจ

สายพันธุ์ชั้นนำ

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา บริษัท ต่างๆเช่น Altera, Lattice และ Xilinx ได้เปิดตัว CPLD ที่โดดเด่นตัวอย่างที่น่าสังเกต ได้แก่ Altera's EPM7128S, lattice's LC4128Vและ Xilinx's XC95108 -โมเดลเหล่านี้พบบทบาทที่โดดเด่นในแอพพลิเคชั่นระดับโลกที่หลากหลายผู้ที่มีสิทธิพิเศษในการทำงานกับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างเหล่านี้มักจะพูดถึงความแตกต่างที่ลึกซึ้ง แต่ทรงพลังซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพฟังก์ชันเฉพาะสิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงกระบวนการเลือกที่ดีที่ได้รับอิทธิพลจากความต้องการโครงการเฉพาะซึ่งแต่ละตัวแปรมีการอุทธรณ์ที่ไม่ซ้ำกัน

การระบุและการจำแนกประเภทของ FPGA และ CPLD

ด้าน	CPLD	FPGA
การสร้างพฤติกรรมเชิงตรรกะ	รูปแบบพฤติกรรมเชิงตรรกะโดยใช้โครงสร้างคำศัพท์ ตัวอย่าง: Lattice ISPLSI Series, Xilinx XC9500 Series, Altera Max7000s ซีรีส์ชุด Lattice Mach	รูปแบบพฤติกรรมเชิงตรรกะโดยใช้วิธีการค้นหาตาราง ตัวอย่าง: ซีรี่ส์ Xilinx Spartan, Altera Flex10K, ซีรี่ส์ ACEX1K
ความเหมาะสม	เหมาะสำหรับอัลกอริทึมและตรรกะแบบผสม ดีกว่าด้วยทริกเกอร์ที่ จำกัด และเงื่อนไขผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย	เหมาะสำหรับตรรกะตามลำดับทำงานได้ดีขึ้นด้วย โครงสร้างที่อุดมไปด้วยทริกเกอร์
ความล่าช้าของเวลา	โครงสร้างการเดินสายอย่างต่อเนื่องให้เครื่องแบบและ ความล่าช้าของเวลาที่คาดการณ์ได้	โครงสร้างการเดินสายแบบแบ่งส่วนนำไปสู่เวลาที่คาดเดาไม่ได้ ความล่าช้า
ความยืดหยุ่นในการเขียนโปรแกรม	วงจรภายในคงที่ได้รับการแก้ไขสำหรับการเขียนโปรแกรม ใช้การเขียนโปรแกรมระดับบล็อกตรรกะ	การเดินสายภายในได้รับการแก้ไขสำหรับการเขียนโปรแกรมตรรกะ การเขียนโปรแกรมระดับประตูช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้น
การรวมเข้าด้วยกัน	การรวมที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ FPGA	การบูรณาการที่สูงขึ้นกับโครงสร้างการเดินสายที่ซับซ้อนมากขึ้นและ การใช้ตรรกะ
ใช้งานง่าย	ใช้งานได้ง่ายขึ้นกับการเขียนโปรแกรมผ่าน E2PROM หรือ FastFlash ไม่จำเป็นต้องใช้ชิปหน่วยความจำภายนอก	ต้องใช้หน่วยความจำภายนอกเพื่อจัดเก็บการเขียนโปรแกรม ข้อมูลนำไปสู่การใช้งานที่ซับซ้อนมากขึ้น
ความเร็วและการคาดการณ์	ความเร็วที่เร็วขึ้นและการคาดการณ์เวลาที่ดีขึ้นเนื่องจาก การเชื่อมต่อระหว่างกันระหว่างบล็อกลอจิก	ความเร็วที่ช้าลงและเวลาที่คาดเดาได้น้อยลงเนื่องจาก การเขียนโปรแกรมระดับประตูและการเชื่อมต่อระหว่างกัน
เทคโนโลยีการเขียนโปรแกรม	ใช้การเขียนโปรแกรมหน่วยความจำ E2PROM หรือแฟลชข้อมูลการเขียนโปรแกรม จะถูกเก็บไว้เมื่อระบบถูกปิดรองรับการเขียนโปรแกรมในไฟล์ โปรแกรมเมอร์หรือในระบบ	ขึ้นอยู่กับการเขียนโปรแกรม SRAMข้อมูลการเขียนโปรแกรมหายไปเมื่อ ระบบขับเคลื่อนและต้องโหลดซ้ำรองรับไดนามิก การกำหนดค่า
การรักษาความลับ	เสนอความลับที่ดีกว่า	ให้ความลับที่ต่ำกว่า
การใช้พลังงาน	โดยทั่วไปการใช้พลังงานที่สูงขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับ การรวมที่สูงขึ้น	การใช้พลังงานลดลงเมื่อเทียบกับ CPLD

ภาษาการเขียนโปรแกรมของ CPLD

การวิเคราะห์ว่าโปรแกรมลอจิกที่มีโปรแกรมที่ซับซ้อน (CPLDs) ได้รับการตั้งโปรแกรมเป็นสิ่งสำคัญในการสร้างโซลูชันฮาร์ดแวร์ที่หลากหลายวิธีการทางประวัติศาสตร์สำหรับการเขียนโปรแกรม CPLDs ได้อาศัยไดอะแกรมบันไดหรือฮาร์ดแวร์คำอธิบายภาษา (HDLs) โดย Verilog HDL และ VHDL เป็นตัวเลือกที่โดดเด่นภาษาที่เลือกสามารถกำหนดทั้งกลยุทธ์การออกแบบและประสิทธิภาพการดำเนินงานของการใช้งาน

- Verilog HDL: Verilog HDL ได้รับการยกย่องสำหรับความสามารถในการจำลองไวยากรณ์ที่เรียบง่ายและการจำลองที่แข็งแกร่งซึ่งสะท้อนถึงวิธีการที่ใช้ในการออกแบบตรรกะดิจิตอลการรวมเข้ากับเครื่องมือการออกแบบระบบอัตโนมัติแบบอิเล็กทรอนิกส์ (EDA) ช่วยให้คุณสามารถทำการสังเคราะห์และการจำลองได้อย่างราบรื่นไวยากรณ์ C-like ของ Verilog ได้รับการสังเกตเพื่อลดอุปสรรคในการเข้าสู่ผู้ที่มีพื้นหลังการเขียนโปรแกรมเร่งการเดินทางจากการออกแบบไปสู่การปรับใช้ในภาคอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

- VHDL: VHDL มีตัวเลือกที่ซับซ้อนและแสดงออกมากขึ้นสำหรับการเขียนโปรแกรม HDLมันเป็นทางเลือกสำหรับโครงการที่ต้องการเอกสารที่พิถีพิถันและการตรวจสอบประเภทที่เข้มงวดลักษณะที่มีมูลค่าในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการป้องกันคุณสามารถทราบได้ว่าแม้จะมีความซับซ้อนที่อาจเกิดขึ้นของ VHDL ในโครงการขนาดเล็กโครงสร้างที่มีระเบียบวินัยสนับสนุนการสร้างการออกแบบที่เชื่อถือได้เป็นพิเศษ แต่ความจำเป็นในสภาพแวดล้อมที่ความปลอดภัยนั้นโดดเด่น

เกี่ยวกับเรา

ALLELCO LIMITED

Allelco เป็นจุดเริ่มต้นที่โด่งดังในระดับสากล ผู้จัดจำหน่ายบริการจัดหาของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ไฮบริดมุ่งมั่นที่จะให้บริการการจัดหาและซัพพลายเชนส่วนประกอบที่ครอบคลุมสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตและการจัดจำหน่ายอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกรวมถึงโรงงาน OEM 500 อันดับสูงสุดทั่วโลกและโบรกเกอร์อิสระ
อ่านเพิ่มเติม