Este documento describe los dispositivos lógicos programables (PLD), incluyendo sus tipos, hardware, estructura interna y métodos de programación. Los PLD permiten modificar sus características mediante programación de hardware y automatizar procedimientos como tablas de verdad. Se detallan los tipos ROM, PROM, PLA, EEPROM, RAM y DRAM, así como la programación por ZIF y en sistema. Finalmente, se explican conceptos como la representación de datos en HDL y declaración de arreglos y vectores de bits.

1. Universidad Internacional del Ecuador Sistemas Digitales Leonardo Ortiz

2. Dispositivos Lógicos Programables (PLD) Son los dispositivos cuyas características pueden ser modificadas y almacenadas por medio de la programación de Hw. (PAL) es uno de los dispositivos lógicos mas simples que significa (Programmable Array Logic)

3. Los PLD nos permite automatizar procedimientos tediosos como tablas de verdad, expresiones booleanas y nos permite controlar interconexiones de compuertas lógicas mediante circuitos físicos

4. Tipos de PLD ROM , memoria de solo lectura PROM , memoria de solo lectura programable PLA, Arreglo Lógico Programable EEPROM , memoria de solo lectura programable y borrable electrónicamente RAM , memoria de acceso aleatorio SRAM , memoria de acceso aleatorio estática DRAM , memoria de acceso aleatorio dinámica

5. Hardware de PLD Las Variables de entrada van conectadas a los planos (Arreglos de Compuertas Lógicas) a través de ello realiza las operaciones utilizando inversores y no –inversores donde la salida se dará por medio de un inversor PLD Arreglo de compuertas Lógicas Variables de Entrada Salida Inversora Operaciones

6. Estructura interna de un PLD Es una combinación de matrices de AND Y OR

7. Estructura interna de un PLD Programada

8. Programación de un PLD Programar significa realizar las conexiones reales en el arreglo, es decir cuales conexiones deben estar en 0, 1 Existen 2 métodos para programar un PLD Programación por ZIF Programación en Sistema

9. Programación por ZIF Este implica remover el chip del PLC y se requiere colocarlo en un dispositivo especial llamado (Programador)

10. Actualmente los programadores se conectan a una computadora personal donde contiene bibliotecas de información de diversos tipos de PLC Donde ejecutan un software de programación donde nos permite establecer información como: Que dispositivo es, si esta en blanco o leer el estado de cualquier conexión programable El resultado de una programación exitosa es un archivo llamado JEDEC donde por medio de ZIF será grabado en el chip.

11. Programación en Sistema Este método el chip no necesita extraerse del circuito para su programación se la realiza por medio de un cable conocido como JTAG donde tiene 4 terminales que son conectadas la PLC y es cargada la información por medio de software que establece el formato apropiado de PLC

12. JTAG PLC

13. Software utilizado actualmente ISE 8.2i ( INTEGRATED SOFTWARE ENVIROMENT ) Es una herramienta para estudiantes para profesores donde se realizan simulaciones sin dañar circuitos físicos. Requerimientos: 1 GB de espacio de almacenamiento en disco duro. Memoria RAM 512 M mínimo , ideal 1 GB de memoria Ram Windows 7 ,.Windows XP/PRO, Linux, o Solaris Procesador 1.7 GHz .

14. Ejemplo

15. Ejercicio

16. Representación de Datos en HDL Como todos ya conocemos los diferentes sistemas numéricos, y sabemos que el computador solo opera información binaria Debemos aprender a utilizar diferentes formatos numéricos, donde el computador debe ser capaz de interpretarlos. Prefijo Número binario Número Hexadecimal Sistema numérico AHDL VHDL Equivalencia Binario B# B# # Hexadecimal H# X# # Decimal # # #

17. Ejemplo Interprete el siguiente valor de bit 11001 en la notación AHDL Y VHDL. Sistema numérico AHDL VHDL Equivalencia Binario B11001 B11001 19 Hexadecimal H11001 X11001 19 Decimal 11001 11001 25

18. Arreglo de Bits / Vectores de Bits Los arreglos de bits nos sirve para representar bits de palabras en un sistema digital comunes. Supongamos que nos llega un numero de 8bits que representa la temperatura actual a nuestro sistema digital este rango de números será representado en vectores ya que solo son posiciones asignados datos de diferente tipo

19. Para representar datos en un vector le asignamos un nombre y el índice de datos P1 MSB LSB P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0

20. Ejemplo Supongamos que hay un arreglo de 8 bits llamado P1 Escriba la designación para el bits mas significativo del arreglo Escriba la designación para el bits menos significativo del arreglo P1 MSB LSB Respuestas P1[7] P1[0] P1[7] 1P[6] P1[5] P1[4] P1[3] P1[2] P1[1] P1[0]

21. Declaración de Arreglo de bits mediante AHDL La sintaxis para la declaración de arreglo , utiliza un nombre seguido del intervalo de las asignaciones de los índices las cuales van encerradas en corchetes y seguido de la palabra reservada input que significa dato de entrada. p1 [5…0] : INPUT;

22. Declaración de variables intermedias Para declarar datos intermedios se declara justo después de las declaraciones de E/S Con un a variable y asignado el valor en el cuerpo del programa. VARIABLE nombre [3..0] : none; BEGIN temp [ ] = p1 []; END;

23. Declaración de vectores de bits en VHDL Para declarar vectores en VHDL utilizamos el nombre de vector de bits seguido de lo nodo IN el tipo (BIT_VECTOR) y el intervalo de las designaciones. PORT (nombre: IN BIT_VECTOR(5 DOWNT 0);

24. Tipos de datos comunes en VHDL Tipo de datos Declaración de ejemplo Posibles Valores BIT Y :OUT BIT; ‘ 0’ ‘1’ STD_LOGIC Controlador: STD_LOGIC ‘ 0’ ‘1’ ‘Z’ ‘X’ ‘-’ BIT_VECTOR Datos_bcd: BIT_VECTOR (3 DOWNTO 0); ‘’ 0101‘’ ‘’ 1001‘’ STD_LOGIC_VECTOR Dbus: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0 ); ‘’ 0000‘’ INTEGER SIGNAL z: INTEGER RANGE -32 TO 31; -32 -2 -1, 0, 1, 0, 1, 2, 31

25. Tablas de verdad mediante el uso de HDL Una tabla de verdad es justo lo necesario para un diseñador defina como debe operar un circuito, después de deriva una expresión booleana y simplificarla en mapas de K y por ultimo el circuito se implementa a partir de la ecuación booleana fina. Si utilizamos tablas de verdad de HDL omitiríamos todos lo pasos y haríamos de forma directa el circuito final

26. Tablas de Verdad mediante el uso de AHDL Nos sirven para representar un circuito y realizar una operación