ویژگی های محصول

اسناد و رسانه ها

طبقه بندی محیطی و صادراتی

سری MAX™ CPLD

سری دستگاه های منطقی قابل برنامه ریزی پیچیده Altera MAX™ (CPLD) کمترین قدرت و کم هزینه CPLD را در اختیار شما قرار می دهد.خانواده MAX V CPLD، جدیدترین خانواده در سری CPLD، بهترین ارزش بازار را ارائه می دهد.دستگاه‌های MAX V با معماری منحصر به فرد و غیر فرار و یکی از بزرگترین CPLD‌های چگالی صنعت، ویژگی‌های جدید قوی‌تری را با توان کلی کمتر در مقایسه با CPLD‌های رقابتی ارائه می‌کنند.خانواده MAX II CPLD، بر اساس همان معماری پیشگامانه، توان کم و هزینه کم را برای هر پایه ورودی/خروجی ارائه می‌کند.MAX II CPLD دستگاه‌های فوری و غیرفرار هستند که کاربردهای منطقی با چگالی کم و کاربردهای قابل حمل مانند طراحی گوشی تلفن همراه را هدف قرار می‌دهند.CPLDهای توان صفر MAX IIZ همان مزایای غیرفرار و فوری موجود در خانواده MAX II CPLD را ارائه می دهند و برای طیف گسترده ای از عملکردها قابل استفاده هستند.خانواده MAX 3000A CPLD مبتنی بر EEPROM که بر روی فرآیند پیشرفته CMOS 0.30 میکرومتری ساخته شده است، قابلیت روشن شدن فوری را ارائه می‌کند و تراکم‌هایی از 32 تا 512 ماکروسل را ارائه می‌کند.

MAX® V CPLDs

CPLD‌های Altera MAX® V بهترین ارزش صنعت را در CPLD‌های کم‌هزینه و کم مصرف ارائه می‌کنند، و ویژگی‌های جدید قوی را با حداکثر 50٪ توان کل کمتر در مقایسه با CPLD‌های رقابتی ارائه می‌کنند.Altera MAX V همچنین دارای معماری منحصر به فرد و غیر فرار و یکی از بزرگترین CPLD های چگالی صنعت است.علاوه بر این، MAX V بسیاری از توابع را که قبلا خارجی بودند، مانند فلاش، رم، نوسانگرها و حلقه‌های قفل فاز، ادغام می‌کند و در بسیاری از موارد، ورودی/خروجی و منطق بیشتری را در هر ردپای با همان قیمت CPLD‌های رقابتی ارائه می‌کند. .MAX V از فناوری بسته بندی سبز با بسته هایی به اندازه 20 میلی متر مربع استفاده می کند.MAX V CPLD توسط نرم افزار Quartus II® نسخه 10.1 پشتیبانی می شود که به افزایش بهره وری اجازه می دهد تا در نتیجه شبیه سازی سریع تر، نمایش سریع تر برد و بسته شدن زمان بندی سریعتر انجام شود.

CPLD (دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی پیچیده) چیست؟ 

فناوری اطلاعات، اینترنت و تراشه های الکترونیکی به عنوان پایه و اساس عصر دیجیتال مدرن عمل می کنند.تقریباً تمام فناوری های مدرن وجود خود را مدیون الکترونیک هستند، از اینترنت و ارتباطات سلولی گرفته تا رایانه ها و سرورها.الکترونیک رشته وسیعی است بابسیاری از شاخه های فرعی.این مقاله در مورد یک دستگاه الکترونیکی دیجیتال ضروری به نام CPLD (دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی پیچیده) به شما آموزش می دهد.

تکامل الکترونیک دیجیتال

الکترونیکیک حوزه پیچیده با هزاران دستگاه و اجزای الکترونیکی موجود است.با این حال، به طور کلی، دستگاه های الکترونیکی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:آنالوگ و دیجیتال.

در روزهای اولیه فناوری الکترونیک، مدارها مشابه صدا، نور، ولتاژ و جریان بودند.با این حال، مهندسان الکترونیک به زودی متوجه شدند که طراحی مدارهای آنالوگ بسیار پیچیده و گران است.تقاضا برای عملکرد سریع و زمان‌های تعویض سریع منجر به توسعه الکترونیک دیجیتال شد.امروزه تقریباً هر دستگاه محاسباتی موجود دارای آی سی و پردازنده های دیجیتال است.در دنیای الکترونیک، سیستم های دیجیتال به دلیل هزینه کمتر، نویز کم و بهتر، در حال حاضر به طور کامل جایگزین الکترونیک آنالوگ شده اند.یکپارچگی سیگنال، عملکرد برتر و پیچیدگی کمتر.

برخلاف تعداد بی نهایت سطح داده در یک سیگنال آنالوگ، یک سیگنال دیجیتال فقط از دو سطح منطقی (1s و 0s) تشکیل شده است.

انواع دستگاه های الکترونیکی دیجیتال

دستگاه های الکترونیکی دیجیتال اولیه نسبتاً ساده بودند و فقط از تعداد انگشت شماری دروازه منطقی تشکیل شده بودند.با این حال، با گذشت زمان، پیچیدگی مدارهای دیجیتال افزایش یافت، بنابراین، قابلیت برنامه ریزی به یکی از ویژگی های مهم دستگاه های کنترل دیجیتال مدرن تبدیل شد.دو کلاس مختلف از دستگاه های دیجیتال برای ارائه قابلیت برنامه ریزی پدید آمدند.کلاس اول شامل طراحی سخت افزار ثابت با نرم افزار قابل برنامه ریزی مجدد بود.نمونه هایی از این دستگاه ها عبارتند از میکروکنترلرها و ریزپردازنده ها.دسته دوم دستگاه های دیجیتال دارای سخت افزار قابل تنظیم مجدد برای دستیابی به طراحی مدار منطقی انعطاف پذیر بودند.نمونه هایی از این دستگاه ها عبارتند از FPGA، SPLD و CPLD.

یک تراشه میکروکنترلر دارای یک مدار منطقی دیجیتال ثابت است که قابل تغییر نیست.با این حال، قابلیت برنامه ریزی با تغییر نرم افزار/سیستم افزاری که روی تراشه میکروکنترلر اجرا می شود، به دست می آید.در مقابل، یک PLD (دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی) از سلول های منطقی متعددی تشکیل شده است که اتصالات آنها را می توان با استفاده از یک HDL (زبان توصیف سخت افزار) پیکربندی کرد.بنابراین، بسیاری از مدارهای منطقی را می توان با استفاده از یک PLD تحقق بخشید.به همین دلیل، عملکرد و سرعت PLD ها به طور کلی نسبت به میکروکنترلرها و ریزپردازنده ها برتر است.PLD ها همچنین درجه آزادی و انعطاف بیشتری را در اختیار طراحان مدار قرار می دهند.

مدارهای مجتمع برای کنترل دیجیتال و پردازش سیگنال معمولاً شامل پردازنده، مدار منطقی و حافظه هستند.هر یک از این ماژول ها را می توان با استفاده از فناوری های مختلف تحقق بخشید.

مقدمه ای بر CPLD

همانطور که قبلاً بحث شد، چندین نوع مختلف از PLD (دستگاه های منطقی قابل برنامه ریزی) مانند FPGA، CPLD و SPLD وجود دارد.تفاوت اصلی بین این دستگاه ها در پیچیدگی مدار و تعداد سلول های منطقی موجود است.یک SPLD معمولاً از چند صد گیت تشکیل شده است، در حالی که یک CPLD از چند هزار گیت منطقی تشکیل شده است.

از نظر پیچیدگی، CPLD (دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی پیچیده) بین SPLD (دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی ساده) و FPGA قرار دارد و بنابراین، ویژگی هایی را از هر دو دستگاه به ارث می برد.CPLD ها پیچیده تر از SPLD ها هستند اما پیچیده تر از FPGA ها هستند.

پرکاربردترین SPLD ها عبارتند از PAL (منطق آرایه قابل برنامه ریزی)، PLA (آرایه منطقی قابل برنامه ریزی) و GAL (منطق آرایه عمومی).PLA از یک صفحه AND و یک صفحه OR تشکیل شده است.برنامه توضیحات سخت افزاری اتصال این هواپیماها را تعریف می کند.

PAL کاملاً شبیه PLA است، با این حال، به جای دو (AND) تنها یک صفحه قابل برنامه ریزی وجود دارد.با تعمیر یک هواپیما، پیچیدگی سخت افزار کاهش می یابد.با این حال، این مزیت به قیمت انعطاف پذیری به دست می آید.

معماری CPLD

CPLD را می توان به عنوان یک تکامل PAL در نظر گرفت و از ساختارهای PAL متعددی به نام ماکروسل ها تشکیل شده است.در بسته CPLD، تمام پین های ورودی برای هر ماکروسل در دسترس هستند، در حالی که هر ماکروسل دارای یک پایه خروجی اختصاصی است.

از بلوک دیاگرام، می بینیم که یک CPLD از چند ماکروسل یا بلوک تابع تشکیل شده است.ماکروسل ها از طریق یک اتصال قابل برنامه ریزی به هم متصل می شوند که به آن GIM (ماتریس اتصال جهانی) نیز گفته می شود.با پیکربندی مجدد GIM می توان مدارهای منطقی مختلفی را تحقق بخشید.CPLD ها با استفاده از ورودی/خروجی دیجیتال با دنیای بیرون تعامل دارند.

تفاوت بین CPLD و FPGA

در سال های اخیر، FPGA ها در طراحی سیستم های دیجیتال قابل برنامه ریزی بسیار محبوب شده اند.شباهت ها و همچنین تفاوت های زیادی بین CPLD و FPGA وجود دارد.در مورد شباهت ها، هر دو دستگاه های منطقی قابل برنامه ریزی هستند که از آرایه های دروازه منطقی تشکیل شده اند.هر دو دستگاه با استفاده از HDL مانند Verilog HDL یا VHDL برنامه ریزی می شوند.

اولین تفاوت بین CPLD و FPGA در تعداد گیت ها نهفته است.یک CPLD حاوی چند هزار گیت منطقی است، در حالی که تعداد گیت ها در یک FPGA می تواند به میلیون ها برسد.بنابراین، مدارها و سیستم های پیچیده با استفاده از FPGA قابل تحقق هستند.نقطه ضعف این پیچیدگی هزینه بالاتر است.از این رو، CPLD ها برای کاربردهای کمتر پیچیده مناسب تر هستند.

یکی دیگر از تفاوت های کلیدی بین این دو دستگاه این است که CPLD ها دارای یک EEPROM داخلی غیر فرار (حافظه دسترسی تصادفی قابل برنامه ریزی قابل پاک شدن با برق) هستند، در حالی که FPGA ها دارای یک حافظه فرار هستند.به همین دلیل، یک CPLD می‌تواند محتویات خود را حتی زمانی که خاموش است حفظ کند، در حالی که یک FPGA نمی‌تواند محتوای خود را حفظ کند.علاوه بر این، به دلیل حافظه داخلی غیر فرار، یک CPLD می تواند بلافاصله پس از روشن شدن شروع به کار کند.از طرف دیگر، اکثر FPGA ها برای راه اندازی به یک جریان بیت از یک حافظه غیر فرار خارجی نیاز دارند.

از نظر عملکرد، FPGAها به دلیل معماری بسیار پیچیده همراه با برنامه نویسی سفارشی کاربر، تاخیر پردازش سیگنال غیرقابل پیش بینی دارند.در CPLD ها، تاخیر پین به پین ​​به دلیل معماری ساده تر، به طور قابل توجهی کمتر است.تأخیر پردازش سیگنال یک نکته مهم در طراحی برنامه‌های کاربردی بلادرنگ و حیاتی برای ایمنی است.

به دلیل فرکانس های عملیاتی بالاتر و عملیات منطقی پیچیده تر، برخی از FPGA ها ممکن است انرژی بیشتری نسبت به CPLD ها مصرف کنند.بنابراین، مدیریت حرارتی یک نکته مهم در سیستم های مبتنی بر FPGA است.به همین دلیل، سیستم های مبتنی بر FPGA اغلب از سینک های حرارتی و فن های خنک کننده استفاده می کنند و به منابع تغذیه و شبکه های توزیع بزرگتر و پیچیده تر نیاز دارند.

از نقطه نظر امنیت اطلاعات، CPLD ها امن تر هستند زیرا حافظه در خود تراشه تعبیه شده است.برعکس، اکثر FPGA ها به حافظه غیر فرار خارجی نیاز دارند که می تواند تهدیدی برای امنیت داده باشد.اگرچه الگوریتم های رمزگذاری داده ها در FPGA هستند، CPLD ها ذاتا در مقایسه با FPGA ایمن تر هستند.

کاربردهای CPLD

CPLD ها کاربرد خود را در بسیاری از مدارهای کنترل دیجیتال و پردازش سیگنال با پیچیدگی کم تا متوسط ​​پیدا می کنند.برخی از کاربردهای مهم عبارتند از:

1. CPLD ها می توانند به عنوان بوت لودر برای FPGA و سایر سیستم های قابل برنامه ریزی استفاده شوند.
2. CPLD ها اغلب به عنوان رمزگشای آدرس و ماشین های حالت سفارشی در سیستم های دیجیتال استفاده می شوند.
3. به دلیل اندازه کوچک و مصرف انرژی کم، CPLD ها برای استفاده در قابل حمل و نقل ایده آل هستنددستیدستگاه های دیجیتال
4. CPLD ها همچنین در برنامه های کنترل ایمنی حیاتی استفاده می شوند.