Universidad Internacional del Ecuador

Sistemas Digitales

Leonardo Ortiz

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)

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

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

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

PLDArreglo de

compuertas Lógicas

Variables de Entrada

Salida Inversora

Operaciones

Estructura interna de un PLD

Es una combinación de matrices de AND Y OR

Estructura interna de un PLDProgramada

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

Programación por ZIF

Este implica remover el chip del PLC y se requiere colocarlo en un dispositivo especial llamado (Programador)

Actualmente los programadores se conectan a una computadora personal donde contiene bibliotecas de información de diversos tipos de PLCDonde 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 programableEl resultado de una programación exitosa es un archivo llamado JEDEC donde por medio de ZIF será grabado en el chip.

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

JTAG

PLC

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.

Ejemplo

Ejercicio

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.

Sistema numérico AHDL VHDL Equivalencia

Binario B# B# #

Hexadecimal H# X# #

Decimal # # #

PrefijoNúmero binario

NúmeroHexadecimal

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

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

Para representar datos en un vector le asignamos un nombre y el índice de datos

P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0P1

MSB LSB

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[7] 1P[6] P1[5] P1[4] P1[3] P1[2] P1[1] P1[0]P1

MSB LSB

RespuestasP1[7]P1[0]

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;

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;

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);

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

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

Tablas de Verdad mediante el uso de AHDL

Nos sirven para representar un circuito y realizar una operación