Aula05_PLDs

Prévia do material em texto

Professor: 
 Renato Vilela Lopes 
 
AULA 05 Introdução a Lógica 
Programável 
Teoria de Eletrônica Digital I 
do inglês, Programmable Logic Device (PLD): 
são circuitos integrados programáveis pelo 
usuário, que possui um grande número de 
portas lógicas (AND, OR, NOT), flip-flops e 
registradores que estão ligados em um mesmo 
CI. 
Dispositivos Lógicos Programáveis (PLD) 
• Famílias de Sistemas Digitais 
1. Tipos de Dispositivos Lógicos Programáveis (PLDs) 
• Dispositivo de Lógica Programável Simples (SPLD) 
• Estrutura de um dispositivo PAL 
• Exemplo, considere que queremos implementar a seguinte expressão 
lógica 
• Estrutura de um dispositivo PAL 
• Estrutura de um dispositivo GAL 
• Diagrama geral de um PAL/GAL 
• As saídas das AND programáveis vão para portas OR fixas e estas 
são conectadas a uma lógica de saída adicional em um arranjo 
chamado macrocélula. 
• Exemplos PAL16V8 e GAL22V10 
• Exemplos de Fabricantes de SPLDs: Lattice, Actel, Atmel, 
Cypress, etc. 
• Exemplos PAL16V8 e GAL22V10 
• CPLD (complex programmable logic device) 
• CPLD (complex programmable logic device) 
PIA (programmable 
interconnect array – 
arranjo de 
interconexões 
programáveis) 
• FPGA 
Encapsulamento típico BGA (Ball-Grid Array). 
As densidades dos dispositivos podem variar 
desde centenas de módulos lógicos a 
aproximadamente 180.000 módulos lógicos 
em encapsulamentos com mais de 1000 
pinos. As tensões de alimentação cc estão 
tipicamente na faixa de 1,2 V a 2,5 V, 
dependendo do dispositivo específico. 
• FPGA – Arquitetura Básica 
Os blocos lógicos configuráveis (CLBs) em 
um FPGA não são tão complexos quanto 
os LABs em um CPLD, porém geralmente 
a quantidade de CLBs é bem maior. 
• Blocos Lógicos Configuráveis 
• São análogos às macrocélulas de um dispositivo CPLD. 
• Cada CLB é formado de múltiplos módulos lógicos menores e uma 
interconexão programável local que é usada para interconectar módulos 
dentro de uma CLB. Relembrando a arquitetura de uma PAL/GAL 
(LUT – lookup table) 
• LTU (Lookup Table) 
• É um tipo de memória programável usada para gerar funções lógicas 
combinacionais de soma-de-produtos; 
• LUT faz essencialmente o mesmo trabalho que um PAL ou PLA. 
• A organização de uma LUT consiste em um número de células de 
memória igual a 2n, onde n é o número de variáveis de entrada. 
• Exemplo: 
• FPGA 
• FPGAs XILINK 
• FPGAs XILINK 
• FPGAs XILINK 
• Placa XILINK Basys 3 
• Software para Lógica Programável 
• Processo de Programação 
• Processo de Programação 
• Instalação do Vivado para a próxima aula 
• Passo a passo disponível em https://reference.digilentinc.com/basys3/pg 
ou: 
• Ler os arquivos disponíveis no moodle: 
1. Instalacao_vivado_1.PDF 
2. Instalacao_drivers_placa_basys3.PDF 
3. Tutorial_Prof_Renato.PDF 
4. Getting Started Vivado.PDF 
 
Tragam Notebook para a próxima aula!!! 
• Referências Bibliográficas 
• Estas notas de aula foram inteiramente baseadas nas seguintes 
referências: 
1. Notas de Aula da Profa Grace S. Deaecto, Faculdade de Engenharia 
Mecânica / UNICAMP, 2014. 
2. T. Floyd, “Digital Fundamentals”, 10th Edition, Prentice Hall, 2009. 
3. R. J. Tocci, N. S. Widmer, G. L. Moss, “Sistemas Digitais : 
4. Princípios e Aplicacões”, Prentice-Hall, 2007. 
5. I. V. Iodeta, F. G. Capuano, “Elementos de Eletrônica Digital”, Editora 
Érica, 2006. 
6. V. A. Pedroni, “Circuit Design and Simulation with VHDL”, 2nd Edition, MIT, 
2010.