Thuộc tính sản phẩm

Tài liệu & Phương tiện

Phân loại Môi trường & Xuất khẩu

Dòng MAX™ CPLD

Dòng thiết bị logic lập trình phức hợp (CPLD) Altera MAX™ cung cấp cho bạn CPLD có công suất thấp nhất, chi phí thấp nhất.Dòng MAX V CPLD, dòng mới nhất trong dòng CPLD, mang lại giá trị tốt nhất cho thị trường.Với kiến ​​trúc độc đáo, không thay đổi và là một trong những CPLD có mật độ lớn nhất trong ngành, thiết bị MAX V cung cấp các tính năng mới mạnh mẽ với tổng công suất thấp hơn so với CPLD cạnh tranh.Dòng MAX II CPLD, dựa trên cùng một kiến ​​trúc đột phá, cung cấp điện năng thấp và chi phí trên mỗi chân I/O thấp.MAX II CPLD là các thiết bị hoạt động tức thời, không thay đổi, hướng tới các ứng dụng di động, logic mật độ thấp và có mục đích chung, chẳng hạn như thiết kế điện thoại di động.MAX IIZ CPLD không công suất cung cấp các lợi thế không thay đổi, bật tức thời giống như dòng MAX II CPLD và có thể áp dụng cho nhiều chức năng.Được sản xuất trên quy trình CMOS 0,30-µm tiên tiến, dòng MAX 3000A CPLD dựa trên EEPROM cung cấp khả năng bật tức thời và cung cấp mật độ từ 32 đến 512 macrocell.

CPLD MAX® V

Altera MAX® V CPLD mang lại giá trị tốt nhất trong ngành về CPLD chi phí thấp, công suất thấp, cung cấp các tính năng mới mạnh mẽ với tổng công suất thấp hơn tới 50% khi so sánh với CPLD cạnh tranh.Altera MAX V cũng có kiến ​​trúc độc đáo, ổn định và là một trong những CPLD có mật độ lớn nhất trong ngành.Ngoài ra, MAX V tích hợp nhiều chức năng mà trước đây chỉ có ở bên ngoài, chẳng hạn như flash, RAM, bộ tạo dao động và vòng lặp khóa pha, đồng thời trong nhiều trường hợp, nó cung cấp nhiều I/O và logic hơn trên mỗi dấu chân ở cùng mức giá với CPLD cạnh tranh .MAX V sử dụng công nghệ đóng gói xanh, với các gói hàng nhỏ tới 20 mm2.MAX V CPLD được hỗ trợ bởi Quartus II® Software v.10.1, cho phép nâng cao năng suất nhờ mô phỏng nhanh hơn, khởi động bo mạch nhanh hơn và đóng thời gian nhanh hơn.

CPLD (Thiết bị logic lập trình phức tạp) là gì?

Công nghệ thông tin, internet và chip điện tử đóng vai trò là nền tảng của thời đại kỹ thuật số hiện đại.Hầu như tất cả các công nghệ hiện đại đều có được sự tồn tại của chúng nhờ vào thiết bị điện tử, từ internet và truyền thông di động đến máy tính và máy chủ.Điện tử là một lĩnh vực rộng lớn vớinhiều nhánh phụ.Bài viết này sẽ dạy cho bạn về một thiết bị điện tử kỹ thuật số thiết yếu được gọi là CPLD (Thiết bị logic lập trình phức tạp).

Sự phát triển của điện tử số

Thiết bị điện tửlà một lĩnh vực phức tạp với hàng nghìn thiết bị và linh kiện điện tử đang tồn tại.Tuy nhiên, nói một cách rộng rãi, các thiết bị điện tử được chia thành hai loại chính:analog và kỹ thuật số.

Trong những ngày đầu của công nghệ điện tử, các mạch điện cũng tương tự như âm thanh, ánh sáng, điện áp và dòng điện.Tuy nhiên, các kỹ sư điện tử đã sớm phát hiện ra rằng các mạch tương tự rất phức tạp trong thiết kế và đắt tiền.Nhu cầu về hiệu suất nhanh và thời gian quay vòng nhanh đã dẫn đến sự phát triển của thiết bị điện tử kỹ thuật số.Ngày nay hầu hết mọi thiết bị điện toán đều tích hợp IC và bộ xử lý kỹ thuật số.Trong thế giới điện tử, các hệ thống kỹ thuật số hiện đã thay thế hoàn toàn các thiết bị điện tử tương tự do chi phí thấp hơn, độ ồn thấp, tốt hơn.tính toàn vẹn tín hiệu, hiệu suất vượt trội và độ phức tạp thấp hơn.

Không giống như vô số mức dữ liệu trong tín hiệu tương tự, tín hiệu số chỉ bao gồm hai mức logic (1 và 0).

Các loại thiết bị điện tử kỹ thuật số

Các thiết bị điện tử kỹ thuật số ban đầu khá đơn giản và chỉ bao gồm một số cổng logic.Tuy nhiên, theo thời gian, độ phức tạp của các mạch số tăng lên, do đó khả năng lập trình trở thành một tính năng quan trọng của các thiết bị điều khiển số hiện đại.Hai loại thiết bị kỹ thuật số khác nhau đã xuất hiện để cung cấp khả năng lập trình.Lớp đầu tiên bao gồm thiết kế phần cứng cố định với phần mềm có thể lập trình lại.Ví dụ về các thiết bị như vậy bao gồm bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý.Loại thiết bị kỹ thuật số thứ hai có phần cứng có thể cấu hình lại để đạt được thiết kế mạch logic linh hoạt.Ví dụ về các thiết bị như vậy bao gồm FPGA, SPLD và CPLD.

Một chip vi điều khiển có mạch logic kỹ thuật số cố định không thể sửa đổi được.Tuy nhiên, khả năng lập trình đạt được bằng cách thay đổi phần mềm/chương trình cơ sở chạy trên chip vi điều khiển.Ngược lại, PLD (thiết bị logic lập trình) bao gồm nhiều ô logic có kết nối có thể được cấu hình bằng HDL (ngôn ngữ mô tả phần cứng).Do đó, nhiều mạch logic có thể được thực hiện bằng PLD.Do đó, hiệu suất và tốc độ của PLD nhìn chung vượt trội so với bộ vi điều khiển và bộ vi xử lý.PLD cũng cung cấp cho các nhà thiết kế mạch mức độ tự do và linh hoạt cao hơn.

Các mạch tích hợp dành cho điều khiển kỹ thuật số và xử lý tín hiệu thường bao gồm bộ xử lý, mạch logic và bộ nhớ.Mỗi mô-đun này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ khác nhau.

Giới thiệu CPLD

Như đã thảo luận trước đó, tồn tại một số loại PLD (thiết bị logic lập trình) khác nhau, chẳng hạn như FPGA, CPLD và SPLD.Sự khác biệt chính giữa các thiết bị này nằm ở độ phức tạp của mạch và số lượng ô logic có sẵn.SPLD thường bao gồm vài trăm cổng, trong khi CPLD bao gồm vài nghìn cổng logic.

Xét về độ phức tạp, CPLD (thiết bị logic lập trình phức tạp) nằm giữa SPLD (thiết bị logic lập trình đơn giản) và FPGA và do đó kế thừa các tính năng từ cả hai thiết bị này.CPLD phức tạp hơn SPLD nhưng ít phức tạp hơn FPGA.

Các SPLD được sử dụng nhiều nhất bao gồm PAL (logic mảng lập trình được), PLA (mảng logic lập trình được) và GAL (logic mảng chung).PLA bao gồm một mặt phẳng AND và một mặt phẳng OR.Chương trình mô tả phần cứng xác định sự kết nối của các mặt phẳng này.

PAL khá giống với PLA tuy nhiên, chỉ có một mặt phẳng có thể lập trình thay vì hai (mặt phẳng AND).Bằng cách cố định một mặt phẳng, độ phức tạp của phần cứng sẽ giảm đi.Tuy nhiên, lợi ích này đạt được phải trả giá bằng tính linh hoạt.

Kiến trúc CPLD

CPLD có thể được coi là một sự phát triển của PAL và bao gồm nhiều cấu trúc PAL được gọi là macrocell.Trong gói CPLD, tất cả các chân đầu vào đều có sẵn cho mỗi macrocell, trong khi mỗi macrocell có một chân đầu ra chuyên dụng.

Từ sơ đồ khối, chúng ta có thể thấy CPLD bao gồm nhiều macrocell hoặc khối chức năng.Các macrocell được kết nối thông qua một kết nối có thể lập trình được, còn được gọi là GIM (ma trận kết nối toàn cầu).Bằng cách cấu hình lại GIM, các mạch logic khác nhau có thể được thực hiện.CPLD tương tác với thế giới bên ngoài bằng cách sử dụng I/O kỹ thuật số.

Sự khác biệt giữa CPLD và FPGA

Trong những năm gần đây, FPGA đã trở nên rất phổ biến trong việc thiết kế các hệ thống kỹ thuật số có thể lập trình.Có nhiều điểm tương đồng cũng như khác biệt giữa CPLD và FPGA.Về điểm tương đồng, cả hai đều là thiết bị logic lập trình được bao gồm các mảng cổng logic.Cả hai thiết bị đều được lập trình bằng HDL như Verilog HDL hoặc VHDL.

Sự khác biệt đầu tiên giữa CPLD và FPGA nằm ở số lượng cổng.CPLD chứa vài nghìn cổng logic, trong khi số lượng cổng trong FPGA có thể lên tới hàng triệu.Do đó, các mạch và hệ thống phức tạp có thể được thực hiện bằng cách sử dụng FPGA.Nhược điểm của sự phức tạp này là chi phí cao hơn.Do đó, CPLD phù hợp hơn cho các ứng dụng ít phức tạp hơn.

Một điểm khác biệt chính giữa hai thiết bị này là CPLD có EEPROM cố định tích hợp (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên có thể lập trình có thể xóa bằng điện), trong khi FPGA có bộ nhớ khả biến.Do đó, CPLD có thể giữ lại nội dung của nó ngay cả khi tắt nguồn, trong khi FPGA không thể giữ lại nội dung của nó.Hơn nữa, nhờ bộ nhớ ổn định tích hợp, CPLD có thể bắt đầu hoạt động ngay sau khi bật nguồn.Mặt khác, hầu hết các FPGA đều yêu cầu dòng bit từ bộ nhớ cố định bên ngoài để khởi động.

Về hiệu suất, FPGA có độ trễ xử lý tín hiệu không thể đoán trước do kiến ​​trúc rất phức tạp kết hợp với lập trình tùy chỉnh của người dùng.Trong CPLD, độ trễ giữa các chân nhỏ hơn đáng kể do kiến ​​trúc đơn giản hơn.Độ trễ xử lý tín hiệu là một vấn đề quan trọng cần cân nhắc trong việc thiết kế các ứng dụng thời gian thực nhúng và yêu cầu an toàn cao.

Do tần số hoạt động cao hơn và các hoạt động logic phức tạp hơn, một số FPGA có thể tiêu thụ nhiều năng lượng hơn CPLD.Vì vậy, quản lý nhiệt là một vấn đề quan trọng cần cân nhắc trong các hệ thống dựa trên FPGA.Vì lý do này, các hệ thống dựa trên FPGA thường sử dụng bộ tản nhiệt và quạt làm mát và cần mạng lưới phân phối và nguồn cung cấp điện lớn hơn, phức tạp hơn.

Từ quan điểm bảo mật thông tin, CPLD an toàn hơn khi bộ nhớ được tích hợp vào chính chip.Ngược lại, hầu hết các FPGA đều yêu cầu bộ nhớ ổn định bên ngoài, điều này có thể là mối đe dọa bảo mật dữ liệu.Mặc dù các thuật toán mã hóa dữ liệu có trong FPGA nhưng CPLD vốn an toàn hơn so với FPGA.

Ứng dụng của CPLD

CPLD tìm thấy ứng dụng của chúng trong nhiều mạch xử lý tín hiệu và điều khiển kỹ thuật số có độ phức tạp từ thấp đến trung bình.Một số ứng dụng quan trọng bao gồm:

1. CPLD có thể được sử dụng làm bộ tải khởi động cho FPGA và các hệ thống lập trình khác.
2. CPLD thường được sử dụng làm bộ giải mã địa chỉ và máy trạng thái tùy chỉnh trong các hệ thống kỹ thuật số.
3. Do kích thước nhỏ và mức tiêu thụ điện năng thấp, CPLD rất lý tưởng để sử dụng trong các thiết bị di động vàcầm taycác thiết bị kỹ thuật số.
4. CPLD cũng được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển quan trọng về an toàn.