¿Qué es la lógica
programable?
La lógica programable, como el nombre implica, es una familia de
componentes que contienen conjuntos de elementos lógicos (AND, OR, NOT,
LATCH, FLIP-FLOP) que pueden configurarse en cualquier función lógica que
el usuario desee y que el componente soporte. Hay varias clases de
dispositivos lógicos programables: ASICs, FPGAs, PLAs, PROMs, PALs, GALs,
y PLDs complejos.
ASIC
ASIC significa Circuitos Integrados de Aplicación Específica y son
dispositivos definibles por el usuario. Los ASICs, al contrario que otros
dispositivos, pueden contener funciones analógicas, digitales, y
combinaciones de ambas. En general, son programables mediante máscara y no
programables por el usuario. Esto significa que los fabricantes
configurarán el dispositivo según las especificaciones del usuario. Se
usan para combinar una gran cantidad de funciones lógicas en un
dispositivo. Sin embargo, estos dispositivos tienen un costo inicial alto,
por lo tanto se usan principalmente cuando es necesario una gran cantidad.
FPGA
Las FPGA son Campos de Matrices de Puertas
Programables. Simplemente son matrices de puertas eléctricamente
programables que contienen múltiples niveles de lógica. Las FPGA se
caracterizan por altas densidades de puerta, alto rendimiento, un número
grande de entradas y salidas definibles por el usuario, un esquema de
interconexión flexible, y un entorno de diseño similar al de matriz de
puertas. No están limitadas a la típica matriz AND-OR. Por contra,
contienen una matriz interna configurable de relojes lógicos (CLBs) y un
anillo de circunvalación de bloques de e/s (IOBs).
Cada CLB contiene lógica programable combinacional y registros de
almacenamiento. La sección de lógica combinacional es capaz de implementar
cualquier función booleana de sus variables de entrada.
Cada IOB puede programarse independientemente para ser una entrada, y
salida con control tri-estado o un pin bidireccional. También contiene
flip-flops que pueden usarse como buffers de entrada y salida. Los
recursos de interconexión son una red de líneas que corren horizontalmente
y verticalmente las filas y columnas entre el CLBS.
Los interruptores programables conectan las entradas y salidas de IOBS
y CLBS a líneas cercanas. Las líneas largas recorren la anchura o longitud
entera del dispositivo, estableciendo intercambios para proporcionar una
distribución de señales críticas con la mínima demora o distorsión.
Los diseñadores que usan FPGAs pueden definir funciones lógicas en un
circuito y revisar estas funciones como sea necesario. Así, las FPGAs
pueden diseñarse y verificarse en unos días, a diferencia de las varias
semanas necesarias para las matrices de puerta programables.
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