Produktegenskaber

Dokumenter og medier

Miljø- og eksportklassifikationer

MAX™ CPLD-serien

Altera MAX™ Complex Programmable Logic Device (CPLD)-serien giver dig den laveste effekt og laveste pris CPLD'er.MAX V CPLD-familien, den nyeste familie i CPLD-serien, leverer markedets bedste værdi.Med en unik, ikke-flygtig arkitektur og en af ​​branchens største tætheds-CPLD'er, giver MAX V-enheder robuste nye funktioner med lavere samlet effekt sammenlignet med konkurrerende CPLD'er.MAX II CPLD-familien, baseret på den samme banebrydende arkitektur, leverer lav effekt og lave omkostninger pr. I/O-pin.MAX II CPLD'er er instant-on, ikke-flygtige enheder, der er rettet mod generelle formål, lavdensitetslogik og bærbare applikationer, såsom mobilt håndsætdesign.Zero power MAX IIZ CPLD'er tilbyder de samme ikke-flygtige, øjeblikkelige fordele, som findes i MAX II CPLD-familien og kan anvendes til en lang række funktioner.Den EEPROM-baserede MAX 3000A CPLD-familie er fremstillet på en avanceret 0,30 µm CMOS-proces og giver mulighed for øjeblikkelig tænding og tilbyder tætheder fra 32 til 512 makroceller.

MAX® V CPLD'er

Altera MAX® V CPLD'er leverer branchens bedste værdi inden for lavpris CPLD'er med lav effekt og tilbyder robuste nye funktioner med op til 50 % lavere samlet effekt sammenlignet med konkurrerende CPLD'er.Altera MAX V har også en unik, ikke-flygtig arkitektur og en af ​​branchens største tætheds-CPLD'er.Derudover integrerer MAX V mange funktioner, der tidligere var eksterne, såsom flash, RAM, oscillatorer og faselåste loops, og i mange tilfælde leverer den flere I/O'er og logik pr. fodaftryk til samme pris som konkurrerende CPLD'er .MAX V bruger grøn emballageteknologi med pakker helt ned til 20 mm2.MAX V CPLD'er understøttes af Quartus II® Software v.10.1, som tillader produktivitetsforbedringer, hvilket resulterer i hurtigere simulering, hurtigere opsætning af kort og hurtigere timinglukning.

Hvad er en CPLD (Complex Programmable Logic Device)?

Informationsteknologi, internettet og elektroniske chips tjener som grundlaget for den moderne digitale tidsalder.Næsten alle moderne teknologier skylder deres eksistens til elektronik, fra internettet og mobilkommunikation til computere og servere.Elektronik er et stort felt medmange undergrene.Denne artikel vil lære dig om en vigtig digital elektronisk enhed kendt som CPLD (Complex Programmable Logic Device).

Udviklingen af ​​digital elektronik

Elektroniker et komplekst felt med tusindvis af elektroniske enheder og komponenter, der eksisterer.Men i store træk er elektroniske enheder i to hovedkategorier:analog og digital.

I elektronikteknologiens tidlige dage var kredsløb analoge, såsom lyd, lys, spænding og strøm.Elektronikingeniører fandt dog hurtigt ud af, at analoge kredsløb er meget komplekse at designe og dyre.Kravet om hurtig ydeevne og hurtige omsætningstider førte til udviklingen af ​​digital elektronik.I dag inkorporerer næsten alle eksisterende computerenheder digitale IC'er og processorer.I elektronikkens verden har digitale systemer nu fuldstændig erstattet analog elektronik på grund af deres lavere omkostninger, lave støj, bedresignalintegritet, overlegen ydeevne og lavere kompleksitet.

I modsætning til et uendeligt antal dataniveauer i et analogt signal, består et digitalt signal kun af to logiske niveauer (1s og 0s).

Typer af digitale elektroniske enheder

De tidlige digitale elektroniske enheder var ret enkle og bestod kun af en håndfuld logiske porte.Men over tid steg kompleksiteten af ​​digitale kredsløb, så programmerbarheden blev et vigtigt træk ved moderne digitale kontrolenheder.To forskellige klasser af digitale enheder dukkede op for at give programmerbarhed.Den første klasse bestod af fast hardwaredesign med omprogrammerbar software.Eksempler på sådanne enheder omfatter mikrocontrollere og mikroprocessorer.Den anden klasse af digitale enheder indeholdt rekonfigurerbar hardware for at opnå fleksibelt logisk kredsløbsdesign.Eksempler på sådanne enheder omfatter FPGA'er, SPLD'er og CPLD'er.

En mikrocontroller-chip har et fast digitalt logisk kredsløb, der ikke kan ændres.Programmerbarhed opnås dog ved at ændre den software/firmware, der kører på mikrocontroller-chippen.Tværtimod består en PLD (programmable logic device) af flere logiske celler, hvis sammenkoblinger kan konfigureres ved hjælp af et HDL (hardware description language).Derfor kan mange logiske kredsløb realiseres ved hjælp af en PLD.På grund af dette er ydeevnen og hastigheden af ​​PLD'er generelt overlegen i forhold til mikrocontrollere og mikroprocessorer.PLD'er giver også kredsløbsdesignere en større grad af frihed og fleksibilitet.

Integrerede kredsløb beregnet til digital kontrol og signalbehandling består typisk af processor, logisk kredsløb og hukommelse.Hvert af disse moduler kan realiseres ved hjælp af forskellige teknologier.

Introduktion til CPLD

Som diskuteret tidligere findes der flere forskellige typer PLD'er (programmerbare logiske enheder), såsom FPGA, CPLD og SPLD.Den primære forskel mellem disse enheder ligger i kredsløbskompleksiteten og antallet af tilgængelige logiske celler.En SPLD består typisk af nogle få hundrede porte, hvorimod en CPLD består af et par tusinde logiske porte.

Med hensyn til kompleksitet ligger CPLD (complex programmeable logic device) mellem SPLD (simple programmeable logic device) og FPGA og arver således funktioner fra begge disse enheder.CPLD'er er mere komplekse end SPLD'er, men mindre komplekse end FPGA'er.

De mest brugte SPLD'er inkluderer PAL (programmerbar array logik), PLA (programmerbar logik array) og GAL (generisk array logik).PLA består af et AND-plan og et ELLER-plan.Hardwarebeskrivelsesprogrammet definerer sammenkoblingen af ​​disse planer.

PAL minder ret meget om PLA, men der er kun et programmerbart plan i stedet for to (AND-plan).Ved at fikse ét plan reduceres hardwarekompleksiteten.Denne fordel opnås dog på bekostning af fleksibilitet.

CPLD arkitektur

CPLD kan betragtes som en udvikling af PAL og består af flere PAL-strukturer kendt som makroceller.I CPLD-pakken er alle inputben tilgængelige for hver makrocelle, hvorimod hver makrocelle har en dedikeret outputpin.

Fra blokdiagrammet kan vi se, at en CPLD består af flere makroceller eller funktionsblokke.Makrocellerne er forbundet via en programmerbar sammenkobling, som også omtales som GIM (global interconnection matrix).Ved at omkonfigurere GIM'en kan forskellige logiske kredsløb realiseres.CPLD'er interagerer med den ydre verden ved hjælp af digitale I/O'er.

Forskellen mellem CPLD og FPGA

I de senere år er FPGA'er blevet meget populære i design af programmerbare digitale systemer.Der er mange ligheder såvel som forskelle mellem CPLD og FPGA.Hvad angår ligheder, er begge programmerbare logiske enheder bestående af logiske gate-arrays.Begge enheder er programmeret ved hjælp af HDL'er såsom Verilog HDL eller VHDL.

Den første forskel mellem CPLD og FPGA ligger i antallet af porte.En CPLD indeholder et par tusinde logiske porte, hvorimod antallet af porte i en FPGA kan nå millioner.Derfor kan komplekse kredsløb og systemer realiseres ved hjælp af FPGA'er.Ulempen ved denne kompleksitet er en højere omkostning.Derfor er CPLD'er mere velegnede til mindre komplekse applikationer.

En anden vigtig forskel mellem disse to enheder er, at CPLD'er har en indbygget ikke-flygtig EEPROM (elektrisk sletbar programmerbar tilfældig adgangshukommelse), mens FPGA'er har en flygtig hukommelse.På grund af dette kan en CPLD beholde sit indhold, selv når den er slukket, mens en FPGA ikke kan beholde sit indhold.På grund af den indbyggede ikke-flygtige hukommelse kan en CPLD desuden begynde at fungere umiddelbart efter opstart.De fleste FPGA'er kræver på den anden side en bitstrøm fra en ekstern ikke-flygtig hukommelse til opstart.

Med hensyn til ydeevne har FPGA'er en uforudsigelig signalbehandlingsforsinkelse på grund af meget kompleks arkitektur kombineret med brugerens brugerdefinerede programmering.I CPLD'er er pin-to-pin-forsinkelsen betydeligt mindre på grund af enklere arkitektur.Signalbehandlingsforsinkelsen er en vigtig overvejelse i designet af sikkerhedskritiske og indlejrede realtidsapplikationer.

På grund af højere driftsfrekvenser og mere komplekse logiske operationer kan nogle FPGA'er bruge mere strøm end CPLD'er.Termisk styring er således en vigtig overvejelse i FPGA-baserede systemer.Af denne grund anvender FPGA-baserede systemer ofte køleplader og køleventilatorer og har brug for større, mere komplekse strømforsyninger og distributionsnetværk.

Fra et informationssikkerhedssynspunkt er CPLD'er mere sikre, da hukommelsen er indbygget i selve chippen.Tværtimod kræver de fleste FPGA'er ekstern ikke-flygtig hukommelse, hvilket kan være en datasikkerhedstrussel.Selvom datakrypteringsalgoritmer er i FPGA'er, er CPLD'er i sagens natur mere sikre i forhold til FPGA'er.

Anvendelser af CPLD

CPLD'er finder deres anvendelse i mange digitale kontrol- og signalbehandlingskredsløb med lav til medium kompleksitet.Nogle af de vigtige applikationer inkluderer:

1. CPLD'er kan bruges som bootloadere til FPGA'er og andre programmerbare systemer.
2. CPLD'er bruges ofte som adressedekodere og brugerdefinerede tilstandsmaskiner i digitale systemer.
3. På grund af deres lille størrelse og lave strømforbrug er CPLD'er ideelle til brug i bærbare oghåndholdtdigitale enheder.
4. CPLD'er bruges også i sikkerhedskritiske kontrolapplikationer.