Ürün özellikleri

Belgeler ve Medya

Çevre ve İhracat Sınıflandırmaları

MAX™ CPLD Serisi

Altera MAX™ karmaşık programlanabilir mantık cihazı (CPLD) Serisi size en düşük güç ve en düşük maliyetli CPLD'leri sunar.CPLD serisinin en yeni ailesi olan MAX V CPLD ailesi, pazardaki en iyi değeri sunar.Benzersiz, kalıcı bir mimariye ve sektörün en büyük yoğunluklu CPLD'lerinden birine sahip olan MAX V cihazları, rakip CPLD'lere kıyasla daha düşük toplam güçle sağlam yeni özellikler sağlar.Aynı çığır açan mimariyi temel alan MAX II CPLD ailesi, I/O pin başına düşük güç ve düşük maliyet sunar.MAX II CPLD'ler, hücresel ahize tasarımı gibi genel amaçlı, düşük yoğunluklu mantığı ve taşınabilir uygulamaları hedefleyen, anında açılan, kalıcı cihazlardır.Sıfır güç MAX IIZ CPLD'ler, MAX II CPLD ailesinde bulunan aynı kalıcı, anında açılma avantajlarını sunar ve çok çeşitli işlevlere uygulanabilir.Gelişmiş bir 0,30 µm CMOS işlemiyle üretilen EEPROM tabanlı MAX 3000A CPLD ailesi, anında açılma özelliği sağlar ve 32 ila 512 makro hücre yoğunlukları sunar.

MAX® V CPLD'ler

Altera MAX® V CPLD'ler, düşük maliyetli, düşük güçlü CPLD'lerde sektörün en iyi değerini sunar ve rakip CPLD'lerle karşılaştırıldığında %50'ye kadar daha düşük toplam güçte sağlam yeni özellikler sunar.Altera MAX V ayrıca benzersiz, kalıcı bir mimariye ve sektörün en büyük yoğunluklu CPLD'lerinden birine sahiptir.Buna ek olarak MAX V, flaş, RAM, osilatörler ve faz kilitli döngüler gibi daha önce harici olan birçok işlevi entegre eder ve birçok durumda rakip CPLD'lerle aynı fiyata daha fazla I/O ve ayak izi başına mantık sunar. .MAX V, 20 mm2 kadar küçük ambalajlarla yeşil ambalaj teknolojisini kullanıyor.MAX V CPLD'ler Quartus II® Software v.10.1 tarafından desteklenir; bu, daha hızlı simülasyon, daha hızlı kart oluşturma ve daha hızlı zamanlama kapatma ile sonuçlanan üretkenlik iyileştirmelerine olanak tanır.

CPLD (Karmaşık Programlanabilir Mantık Cihazı) Nedir? 

Bilgi teknolojisi, internet ve elektronik çipler, modern dijital çağın temelini oluşturuyor.İnternet ve hücresel iletişimden bilgisayar ve sunuculara kadar hemen hemen tüm modern teknolojiler varlığını elektroniklere borçludur.Elektronik çok geniş bir alanbirçok alt dal.Bu makale size CPLD (Karmaşık Programlanabilir Mantık Cihazı) olarak bilinen temel bir dijital elektronik cihaz hakkında bilgi verecektir.

Dijital Elektroniğin Evrimi

Elektronikbinlerce elektronik cihaz ve bileşenin mevcut olduğu karmaşık bir alandır.Ancak genel anlamda elektronik cihazlar iki ana kategoriye ayrılır:analog ve dijital.

Elektronik teknolojisinin ilk günlerinde devreler ses, ışık, voltaj ve akım gibi benzer nitelikteydi.Ancak elektronik mühendisleri çok geçmeden analog devrelerin tasarımının oldukça karmaşık ve pahalı olduğunu keşfettiler.Hızlı performans ve hızlı devir sürelerine olan talep, dijital elektroniklerin geliştirilmesine yol açtı.Bugün var olan hemen hemen her bilgi işlem cihazı dijital IC'leri ve işlemcileri içermektedir.Elektronik dünyasında dijital sistemler artık daha düşük maliyetli, daha az gürültülü, daha iyi olması nedeniyle analog elektroniklerin yerini tamamen aldı.Sinyal bütünlüğü, üstün performans ve daha düşük karmaşıklık.

Analog sinyaldeki sonsuz sayıda veri seviyesinin aksine, dijital sinyal yalnızca iki mantık seviyesinden (1'ler ve 0'lar) oluşur.

Dijital Elektronik Cihaz Türleri

İlk dijital elektronik cihazlar oldukça basitti ve yalnızca bir avuç mantık kapısından oluşuyordu.Ancak zamanla dijital devrelerin karmaşıklığı arttı ve programlanabilirlik, modern dijital kontrol cihazlarının önemli bir özelliği haline geldi.Programlanabilirliği sağlamak için iki farklı dijital cihaz sınıfı ortaya çıktı.Birinci sınıf, yeniden programlanabilir yazılıma sahip sabit donanım tasarımından oluşuyordu.Bu tür cihazların örnekleri arasında mikro denetleyiciler ve mikro işlemciler bulunur.İkinci sınıf dijital cihazlar, esnek mantık devre tasarımı elde etmek için yeniden yapılandırılabilir donanıma sahipti.Bu tür cihazların örnekleri arasında FPGA'ler, SPLD'ler ve CPLD'ler bulunur.

Bir mikro denetleyici çipi, değiştirilemeyen sabit bir dijital mantık devresine sahiptir.Ancak programlanabilirlik, mikrodenetleyici çipi üzerinde çalışan yazılım/ürün yazılımının değiştirilmesiyle sağlanır.Aksine, bir PLD (programlanabilir mantık cihazı), ara bağlantıları bir HDL (donanım tanımlama dili) kullanılarak yapılandırılabilen birden fazla mantık hücresinden oluşur.Bu nedenle PLD kullanılarak birçok mantık devresi gerçekleştirilebilir.Bu nedenle PLD'lerin performansı ve hızı genel olarak mikrodenetleyiciler ve mikroişlemcilerden daha üstündür.PLD'ler ayrıca devre tasarımcılarına daha fazla özgürlük ve esneklik sağlar.

Dijital kontrol ve sinyal işleme amaçlı entegre devreler genellikle işlemci, mantık devresi ve bellekten oluşur.Bu modüllerin her biri farklı teknolojiler kullanılarak gerçekleştirilebilir.

CPLD'ye giriş

Daha önce tartışıldığı gibi, FPGA, CPLD ve SPLD gibi birkaç farklı PLD türü (programlanabilir mantık cihazı) mevcuttur.Bu cihazlar arasındaki temel fark, devre karmaşıklığı ve mevcut mantık hücrelerinin sayısında yatmaktadır.Bir SPLD tipik olarak birkaç yüz kapıdan oluşurken CPLD birkaç bin mantık kapısından oluşur.

Karmaşıklık açısından CPLD (karmaşık programlanabilir mantık cihazı), SPLD (basit programlanabilir mantık cihazı) ile FPGA arasında yer alır ve bu nedenle, her iki cihazın özelliklerini miras alır.CPLD'ler SPLD'lerden daha karmaşıktır ancak FPGA'lerden daha az karmaşıktır.

En çok kullanılan SPLD'ler arasında PAL (programlanabilir dizi mantığı), PLA (programlanabilir mantık dizisi) ve GAL (jenerik dizi mantığı) bulunur.PLA bir AND düzlemi ve bir OR düzleminden oluşur.Donanım açıklama programı bu düzlemlerin ara bağlantısını tanımlar.

PAL, PLA'ya oldukça benzer, ancak iki (AND düzlemi) yerine yalnızca bir programlanabilir düzlem vardır.Bir düzlemin sabitlenmesiyle donanım karmaşıklığı azalır.Ancak bu fayda, esneklik pahasına elde edilir.

CPLD Mimarisi

CPLD, PAL'ın bir evrimi olarak düşünülebilir ve makrohücreler olarak bilinen birden fazla PAL yapısından oluşur.CPLD paketinde, tüm giriş pinleri her makro hücre için mevcuttur, oysa her makro hücrenin özel bir çıkış pini vardır.

Blok şemasından bir CPLD'nin birden fazla makro hücreden veya fonksiyon bloğundan oluştuğunu görebiliriz.Makro hücreler, GIM (küresel ara bağlantı matrisi) olarak da adlandırılan programlanabilir bir ara bağlantı aracılığıyla bağlanır.GIM'in yeniden yapılandırılmasıyla farklı mantık devreleri gerçekleştirilebilir.CPLD'ler dijital I/O'ları kullanarak dış dünyayla etkileşime girer.

CPLD ve FPGA arasındaki fark

Son yıllarda FPGA'ler programlanabilir dijital sistemlerin tasarımında oldukça popüler hale gelmiştir.CPLD ve FPGA arasında pek çok benzerlik ve farklılık vardır.Benzerliklere gelince, her ikisi de mantık kapısı dizilerinden oluşan programlanabilir mantık cihazlarıdır.Her iki cihaz da Verilog HDL veya VHDL gibi HDL'ler kullanılarak programlanmıştır.

CPLD ve FPGA arasındaki ilk fark kapı sayısında yatmaktadır.Bir CPLD birkaç bin mantık kapısı içerirken, bir FPGA'deki kapı sayısı milyonlara ulaşabilir.Bu nedenle FPGA'lar kullanılarak karmaşık devreler ve sistemler gerçekleştirilebilmektedir.Bu karmaşıklığın dezavantajı daha yüksek maliyettir.Bu nedenle CPLD'ler daha az karmaşık uygulamalar için daha uygundur.

Bu iki cihaz arasındaki bir diğer önemli fark, CPLD'lerin yerleşik, kalıcı bir EEPROM'a (elektrikle silinebilir programlanabilir rastgele erişim belleği) sahip olması, FPGA'lerin ise geçici bir belleğe sahip olmasıdır.Bu nedenle, bir CPLD, kapatıldığında bile içeriğini koruyabilirken, bir FPGA içeriğini koruyamaz.Ayrıca yerleşik kalıcı bellek sayesinde CPLD, güç açıldıktan hemen sonra çalışmaya başlayabilir.Öte yandan çoğu FPGA, başlatma için harici, kalıcı bir bellekten bir bit akışı gerektirir.

Performans açısından, FPGA'ler, kullanıcının özel programlamasıyla birleştirilmiş oldukça karmaşık mimari nedeniyle öngörülemeyen bir sinyal işleme gecikmesine sahiptir.CPLD'lerde, daha basit mimari nedeniyle pinler arası gecikme önemli ölçüde daha küçüktür.Sinyal işleme gecikmesi, güvenlik açısından kritik ve gömülü gerçek zamanlı uygulamaların tasarımında önemli bir husustur.

Daha yüksek çalışma frekansları ve daha karmaşık mantık işlemleri nedeniyle bazı FPGA'ler CPLD'lerden daha fazla güç tüketebilir.Bu nedenle, termal yönetim FPGA tabanlı sistemlerde önemli bir husustur.Bu nedenle FPGA tabanlı sistemlerde genellikle ısı emiciler ve soğutma fanları kullanılır ve daha büyük, daha karmaşık güç kaynaklarına ve dağıtım ağlarına ihtiyaç duyulur.

Bilgi güvenliği açısından bakıldığında, bellek çipin içine yerleştirildiği için CPLD'ler daha güvenlidir.Aksine, çoğu FPGA, veri güvenliği tehdidi olabilecek harici kalıcı belleğe ihtiyaç duyar.Veri şifreleme algoritmaları FPGA'lerde olmasına rağmen, CPLD'ler doğası gereği FPGA'lere kıyasla daha güvenlidir.

CPLD uygulamaları

CPLD'ler, uygulamalarını birçok düşük ila orta karmaşıklıktaki dijital kontrol ve sinyal işleme devrelerinde bulur.Önemli uygulamalardan bazıları şunlardır:

1. CPLD'ler, FPGA'ler ve diğer programlanabilir sistemler için önyükleyici olarak kullanılabilir.
2. CPLD'ler genellikle dijital sistemlerde adres kod çözücüler ve özel durum makineleri olarak kullanılır.
3. Küçük boyutları ve düşük güç tüketimi nedeniyle CPLD'ler taşınabilir veelde taşınırdijital cihazlar.
4. CPLD'ler ayrıca güvenlik açısından kritik kontrol uygulamalarında da kullanılır.