Termékjellemzők

Dokumentumok és média

Környezetvédelmi és export osztályozások

MAX™ CPLD sorozat

Az Altera MAX™ komplex programozható logikai eszköz (CPLD) sorozat a legalacsonyabb teljesítményű, legalacsonyabb költségű CPLD-ket kínálja.A MAX V CPLD család, a CPLD sorozat legújabb családja a piac legjobb értéket nyújtja.Az egyedülálló, nem illékony architektúrával és az iparág egyik legnagyobb sűrűségű CPLD-jével a MAX V eszközök robusztus új funkciókat kínálnak, alacsonyabb összteljesítmény mellett, mint a versenyképes CPLD-k.A MAX II CPLD család, amely ugyanazon az úttörő architektúrán alapul, alacsony teljesítményt és alacsony költséget biztosít I/O tűnként.A MAX II CPLD-k azonnal bekapcsolható, nem felejtő eszközök, amelyek általános célú, kis sűrűségű logikai és hordozható alkalmazásokat céloznak meg, mint például a mobiltelefon-tervezés.A nulla teljesítményű MAX IIZ CPLD-k ugyanazokat a nem illékony, azonnali működési előnyöket kínálják, mint a MAX II CPLD családban, és számos funkcióra alkalmazhatók.A fejlett 0,30 µm-es CMOS eljárással gyártott EEPROM-alapú MAX 3000A CPLD család azonnali bekapcsolást biztosít, és 32 és 512 makrocella közötti sűrűséget kínál.

MAX® V CPLD-k

Az Altera MAX® V CPLD-k az iparág legjobb értéket nyújtják az alacsony költségű, alacsony fogyasztású CPLD-k terén, robusztus új funkciókat kínálva akár 50%-kal alacsonyabb összteljesítmény mellett, mint a versenyképes CPLD-k.Az Altera MAX V egyedi, nem illékony architektúrával és az iparág egyik legnagyobb sűrűségű CPLD-jével is rendelkezik.Ezenkívül a MAX V számos, korábban külső funkciót integrál, például flash, RAM, oszcillátorok és fáziszárt hurkok, és sok esetben több I/O-t és logikát biztosít lábnyomonként ugyanazon az áron, mint a versenyképes CPLD-k. .A MAX V zöld csomagolási technológiát alkalmaz, 20 mm2-es csomagokkal.A MAX V CPLD-ket a Quartus II® Software v.10.1 támogatja, amely lehetővé teszi a termelékenység növelését, ami gyorsabb szimulációt, gyorsabb kártyafelállítást és gyorsabb időzítést eredményez.

Mi az a CPLD (Complex Programmable Logic Device)?

Az információs technológia, az internet és az elektronikus chipek szolgálják a modern digitális kor alapját.Szinte minden modern technológia az elektronikának köszönheti létezését, az internettől és a mobil kommunikációtól a számítógépekig és szerverekig.Az elektronika hatalmas területszámos alágazat.Ez a cikk egy alapvető digitális elektronikus eszközről a CPLD (Complex Programmable Logic Device) néven ismert.

A digitális elektronika evolúciója

ElektronikaEz egy összetett terület, több ezer elektronikus eszközzel és komponenssel.Nagy vonalakban azonban az elektronikus eszközök két fő kategóriába sorolhatók:analóg és digitális.

Az elektronikai technológia korai napjaiban az áramkörök hasonlóak voltak, mint például a hang, a fény, a feszültség és az áram.Az elektronikai mérnökök azonban hamar rájöttek, hogy az analóg áramkörök tervezése rendkívül bonyolult és költséges.A gyors teljesítmény és a gyors átfutási idők iránti igény a digitális elektronika fejlődéséhez vezetett.Ma szinte minden létező számítástechnikai eszköz tartalmaz digitális IC-ket és processzorokat.Az elektronika világában a digitális rendszerek mára teljesen felváltották az analóg elektronikát, alacsonyabb költségük, alacsony zajszintjük miattjel integritása, kiváló teljesítmény és alacsonyabb bonyolultság.

Ellentétben egy analóg jel végtelen számú adatszintjével, a digitális jel csak két logikai szintből áll (1-es és 0-s).

A digitális elektronikus eszközök típusai

A korai digitális elektronikus eszközök meglehetősen egyszerűek voltak, és csak néhány logikai kapuból álltak.Idővel azonban a digitális áramkörök összetettsége nőtt, így a programozhatóság a modern digitális vezérlőeszközök fontos jellemzőjévé vált.A digitális eszközök két különböző osztálya jelent meg a programozhatóság érdekében.Az első osztály fix hardvertervezésből állt, újraprogramozható szoftverrel.Ilyen eszközök például a mikrokontrollerek és mikroprocesszorok.A digitális eszközök második osztálya újrakonfigurálható hardvert tartalmazott a rugalmas logikai áramkörök kialakítása érdekében.Ilyen eszközök például az FPGA-k, SPLD-k és CPLD-k.

A mikrokontroller chip fix digitális logikai áramkörrel rendelkezik, amely nem módosítható.A programozhatóság azonban a mikrokontroller chipen futó szoftver/firmware megváltoztatásával érhető el.Éppen ellenkezőleg, a PLD (programozható logikai eszköz) több logikai cellából áll, amelyek összekapcsolása HDL (hardverleíró nyelv) segítségével konfigurálható.Ezért sok logikai áramkör megvalósítható PLD segítségével.Ennek köszönhetően a PLD-k teljesítménye és sebessége általában jobb, mint a mikrovezérlőké és mikroprocesszoroké.A PLD-k az áramkör-tervezők számára is nagyobb szabadságot és rugalmasságot biztosítanak.

A digitális vezérlésre és jelfeldolgozásra szolgáló integrált áramkörök jellemzően processzorból, logikai áramkörből és memóriából állnak.Ezen modulok mindegyike különböző technológiákkal valósítható meg.

Bevezetés a CPLD-be

Amint azt korábban tárgyaltuk, számos különböző típusú PLD (programozható logikai eszköz) létezik, például FPGA, CPLD és SPLD.Az elsődleges különbség ezen eszközök között az áramkör bonyolultságában és a rendelkezésre álló logikai cellák számában rejlik.Az SPLD általában néhány száz kapuból, míg a CPLD néhány ezer logikai kapuból áll.

A bonyolultság szempontjából a CPLD (komplex programozható logikai eszköz) az SPLD (egyszerű programozható logikai eszköz) és az FPGA között helyezkedik el, és így mindkét eszköztől örökli a funkciókat.A CPLD-k összetettebbek, mint az SPLD-k, de kevésbé bonyolultak, mint az FPGA-k.

A leggyakrabban használt SPLD-k közé tartozik a PAL (programozható tömblogika), a PLA (programozható logikai tömb) és a GAL (általános tömblogika).A PLA egy ÉS síkból és egy VAGY síkból áll.A hardverleíró program meghatározza ezen síkok összekapcsolását.

A PAL nagyon hasonlít a PLA-hoz, azonban csak egy programozható sík van a kettő helyett (ÉS sík).Egy sík rögzítésével a hardver bonyolultsága csökken.Ez az előny azonban a rugalmasság árán érhető el.

CPLD architektúra

A CPLD a PAL evolúciójának tekinthető, és több makrocella néven ismert PAL struktúrából áll.A CPLD csomagban minden bemeneti érintkező elérhető minden makrocellához, míg minden makrocellának külön kimeneti érintkezője van.

A blokkdiagramból láthatjuk, hogy egy CPLD több makrocellából vagy funkcióblokkból áll.A makrocellák egy programozható összeköttetésen keresztül kapcsolódnak össze, amelyet GIM-nek (global interconnection matrix) is neveznek.A GIM újrakonfigurálásával különböző logikai áramkörök valósíthatók meg.A CPLD-k digitális I/O-k segítségével lépnek kapcsolatba a külvilággal.

A CPLD és az FPGA közötti különbség

Az elmúlt években az FPGA-k nagyon népszerűvé váltak a programozható digitális rendszerek tervezésében.Sok hasonlóság és különbség van a CPLD és az FPGA között.Ami a hasonlóságokat illeti, mindkettő programozható logikai eszköz, amely logikai kaputömbökből áll.Mindkét eszköz HDL-ek, például Verilog HDL vagy VHDL használatával van programozva.

Az első különbség a CPLD és az FPGA között a kapuk számában rejlik.Egy CPLD néhány ezer logikai kaput tartalmaz, míg egy FPGA-ban a kapuk száma elérheti a milliókat.Ezért az FPGA-k segítségével összetett áramkörök és rendszerek valósíthatók meg.Ennek az összetettségnek a hátránya a magasabb költség.Ezért a CPLD-k alkalmasabbak kevésbé összetett alkalmazásokhoz.

Egy másik lényeges különbség a két eszköz között, hogy a CPLD-k beépített nem felejtő EEPROM-mal (elektromosan törölhető programozható véletlen hozzáférésű memória), míg az FPGA-k felejtő memóriával rendelkeznek.Emiatt a CPLD még kikapcsolt állapotban is megőrzi a tartalmát, míg az FPGA nem tudja megőrizni a tartalmát.Ezenkívül a beépített nem felejtő memóriának köszönhetően a CPLD azonnal működésbe léphet a bekapcsolás után.A legtöbb FPGA viszont egy külső, nem felejtő memóriából származó bitfolyamot igényel az induláshoz.

Ami a teljesítményt illeti, az FPGA-k jelfeldolgozási késleltetése megjósolhatatlan a rendkívül összetett architektúra és a felhasználó egyedi programozása miatt.A CPLD-kben az egyszerűbb architektúra miatt a pin-to-pin késleltetés lényegesen kisebb.A jelfeldolgozási késleltetés fontos szempont a biztonság szempontjából kritikus és beágyazott valós idejű alkalmazások tervezésénél.

A magasabb működési frekvenciák és a bonyolultabb logikai műveletek miatt egyes FPGA-k több energiát fogyaszthatnak, mint a CPLD-k.Így a hőkezelés fontos szempont az FPGA-alapú rendszerekben.Emiatt az FPGA alapú rendszerek gyakran alkalmaznak hűtőbordákat és hűtőventilátorokat, és nagyobb, összetettebb tápegységekre és elosztó hálózatokra van szükségük.

Információbiztonsági szempontból a CPLD-k biztonságosabbak, mivel a memória magába a chipbe van beépítve.Éppen ellenkezőleg, a legtöbb FPGA külső nem felejtő memóriát igényel, ami adatbiztonsági fenyegetést jelenthet.Bár az adattitkosítási algoritmusok az FPGA-kban vannak, a CPLD-k eredendően biztonságosabbak az FPGA-khoz képest.

A CPLD alkalmazásai

A CPLD-k számos alacsony és közepes bonyolultságú digitális vezérlő és jelfeldolgozó áramkörben alkalmazhatók.Néhány fontos alkalmazás a következőket tartalmazza:

1. A CPLD-k FPGA-k és más programozható rendszerek rendszerbetöltőjeként használhatók.
2. A CPLD-ket gyakran használják címdekódolóként és egyedi állapotgépként a digitális rendszerekben.
3. Kis méretük és alacsony fogyasztásuk miatt a CPLD-k ideálisak hordozható éskézidigitális eszközök.
4. A CPLD-ket a biztonság szempontjából kritikus vezérlési alkalmazásokban is használják.