De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 1 DIA 1 Nieuwe componentenfamilie.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 1 DIA 1 Nieuwe componentenfamilie."— Transcript van de presentatie:

1

2 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 1 DIA 1 Nieuwe componentenfamilie : GAL n GAL = Generic Array Logic l Introductie in 1983 door (en ® van) Lattice Semiconductor l in principe een uitgebreide PAL met zeer flexibele uitgangsblok l gebaseerd op E²CMOS-technologie (E² = Electrically Erasable) n component is dus wisbaar en herprogrammeerbaar n dit in tegenstelling tot de éénmalig programmeerbare PAL l slechts enkele verschillende types komen op de markt n deze zijn echter zeer universeel n elk type kan een hele reeks verschillende PALs vervangen n GAL16V8 vervangt bijna alle 20-pens PALs n GAL20V8 vervangt bijna alle 24-pens PALs n GAL22V10 is uitgegroeid tot een zeer vaak gebruikte, zeer praktische basiscomponent n de V hierin staat voor Versatile (= veelzijdig)

3 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 2 DIA 2 GAL : principiële opbouw is gelijkaardig aan PAL n n verschillende ingangen l komen gewoon en geïnverteerd terecht in het AND-matrix vlak n m verschillende uitgangen l per uitgang is er een groep van AND-poorten beschikbaar om mintermen samen te stellen l de ingangen van deze AND-poorten kunnen (via programmeerbare verbindingen) met elk van de ingangssignalen verbonden worden l de uitgangen van de AND-poorten gaan naar een OF-poort (= realisatie van som van mintermen) n in het uitgangsblok l kan de polariteit eventueel nog geïnverteerd worden (m.b.v. een EXOR-poort) l kan een flipflop eventueel het signaal inklokken l door het toevoegen van een tri-state buffer kan een uitgangspen eventueel als ingang gebruikt worden l hiertoe moeten er bijkomende verbindingsmogelijkheden zijn in het AND-vlak

4 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 3 DIA 3 GAL : principiële opbouw - schematisch n n verschillende ingangen l komen gewoon en geïnverteerd terecht in het AND-matrix vlak n het uitgangsblok krijgt de naam OLMC = Output Logic Macro Cell l per uitgangspen is er zo’n OLMC aanwezig l deze OLMC bevat dus: l ook de AND-poorten zelf kunnen we in dit blok ondergebracht denken l om niet meer alle individuele vertikale lijnen te moeten tekenen, vervangen we dit door één blok n de OR-poort met x ingangen (als er voor deze OLMC x AND-poorten voorzien zijn), n de EXOR-poort voor de eventuele inversie n de flipflop (wiens CLK en CLR eventueel van een speciale pen kunnen komen) n de mux om het signaal al dan niet door de flipflop te sturen n de nodige voorzieningen om het uitgangssignaal terug te koppelen naar de AND-array (of indien de uitgang gedisabled is, de pen als extra ingang te gebruiken)

5 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 4 DIA 4 Kleinste GAL : GAL16V8 n8n8 vaste ingangen n 8 mogelijke uitgangen, dus ook 8 OLMC’s (Output Logic Macro Cell) l in elke OLMC kan de som gemaakt worden van 8 (vrij samen te stellen) mintermen l door de aanwezigheid van de tri-state inverters kan elke uitgang ook als ingang gebruikt worden l indien er geen flipflops worden gebruikt (volledig combinatorische schakeling), dan kan pen 1 als negende ingang gebruikt worden l indien de flipflops echter wèl gebruikt worden, dan is deze pen 1 de (gemeenschappelijke) klok- ingang l gelijkaardig kan pen 11 gebruikt worden als tiende ingangspen of als gemeenschappelijke pen voor de output enable van alle uitgangen

6 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 5 DIA 5 GAL16V8 : OLMC (Output Logic MacroCell) n Gekende basisstructuur l OR-functie van 7 mintermen l EXOR-poort voor eventuele inversie l D-flipflop om signaal in te klokken l tri-state inverter aan de uitgang n Flexibiliteit wordt verkregen door gebruik te maken van multiplexers OUTPUT MULTIPLEXER l de OUTPUT-MULTIPLEXER laat toe om te kiezen tussen een sequentiële ( = mèt flipflop) of een combinatorische ( = zonder flipflop) schakeling ENABLE SELECT MULTIPLEXER l de ENABLE SELECT MULTIPLEXER stuurt de tri-state inverter in de uitgang: altijd enable, altijd disable, via de gemeenschappelijke OE-pen of via een individuele minterm PRODUCT TERM MULTIPLEXER l gelijklopend hiermee zal de PRODUCT TERM MULTIPLEXER bepalen of deze achtste AND- poort al dan niet wordt aangesloten op de OF-poort (niet aangesloten indien gebruikt als OE) FEEDBACK MULTIPLEXER l tenslotte bepaalt de FEEDBACK MULTIPLEXER welk signaal teruggekoppeld wordt naar de AND-matrix: de pin zelf, de uitgang van de flipflop of de naburige pin n De ‘stand’ van de multiplexers wordt bepaald door selectie-bits l bij de GAL16V8 zijn het echter niet allemaal afzonderlijke of andere selectiebits voor elke andere multiplexer (in een andere OLMC) l men heeft geopteerd voor twee globale selectiebits (die dus hetzelfde zijn voor alle OLMC’s) en daarnaast slechts twee lokale selectiebits (waarvan 1 gebruikt wordt om de polariteit te kiezen m.b.v. de EXOR-poort) l op deze wijze hebben we slechts een drietal configuraties voor de ganse GAL

7 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 6 DIA 6 GAL16V8 : configuratie 1 = “complex mode” SG0 = 1 SG1 = 1 SL0 x = 1 SG0 = globale selectiebit nr. 0 SL0 x = locale selectiebit nr. 0 van OLMC X SG1 = globale selectiebit nr. 1 COMBINATORIAL I/O PAL16L8 PAL16H8 PAL16P8 en door gebruik te maken van de tweede lokale selectiebit SL1 x SL1 x SL1 x = locale selectiebit nr. 1 van OLMC X

8 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 7 DIA 7 GAL16V8 : configuratie 2 = “simple mode” SG0 = 1 SG1 = 0 SL0 x = 0 SG0 = globale selectiebit nr. 0 SL0 x = locale selectiebit nr. 0 van OLMC X SG1 = globale selectiebit nr. 1 COMBINATORIAL OUTPUT PAL10H8 (indien geselecteerd voor alle 8 OLMC’s) kan gecombineerd worden met SG0 = 1 SG1 = 0 SL0 x = 1 INPUT PAL12H6 PAL14H4 PAL16H2 + polariteitsvarianten met SL1x

9 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 8 DIA 8 GAL16V8 : configuratie 3 = “registered mode” SG0 = 0 SG1 = 1 SL0 x = 0 SG0 = globale selectiebit nr. 0 SL0 x = locale selectiebit nr. 0 van OLMC X SG1 = globale selectiebit nr. 1 REGISTERED OUTPUT PAL16R8 (indien geselecteerd voor alle 8 OLMC’s) kan gecombineerd worden met SG0 = 0 SG1 = 1 SL0 x = 1 COMBINATORIAL I/O (voor die OLMC wordt FF niet gebruikt) PAL16R6 PAL16R4 + polariteitsvarianten met SL1x

10 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 9 DIA 9 GAL16V8 : samengevat n zelfde basisprincipe van de PAL, maar nu met een zeer flexibel uitgangsblok (OLMC) n kan door de verschillende ‘werkingsmodes’ bijna alle 20-pins PALs vervangen: PAL10L8 PAL12L6 PAL14L4 PAL16L2 PAL10H8 PAL12H6 PAL14H4 PAL16H2 PAL10P8 PAL12P6 PAL14P4 PAL16P2 PAL16L8 PAL16H8 PAL16P8 PAL16R8 PAL16R6 PAL16R4 PAL16RP8 PAL16RP6 PAL16RP4 n gebaseerd op E²CMOS-technologie (E² = Electrically Erasable) l component is dus wisbaar en herprogrammeerbaar l dit in tegenstelling tot de slechts éénmalig programmeerbare PAL

11 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 10 DIA 10 Grotere uitvoering : GAL20V8 n zelfde basisprincipe van de GAL16V8, maar met 4 bijkomende ingangspennen n geheel is ondergebracht in een 24-pens DIL behuizing (GAL16V8 = 20-pens DIL) n kan door de verschillende ‘werkingsmodes’ bijna alle 24-pins PALs vervangen: PAL14L8 PAL16L6 PAL18L4 PAL20L2 PAL14H8 PAL16H6 PAL18H4 PAL20H2 PAL14P8 PAL16P6 PAL18P4 PAL20P2 PAL20L8 PAL20H8 PAL20P8 PAL20R8 PAL20R6 PAL20R4 PAL20RP8 PAL20RP6 PAL20RP4 n Met deze twee GAL-types (GAL16V8 en 20V8) kunnen dus zo’n 42 verschillende PAL-soorten vervangen worden !

12 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 11 DIA 11 Zeer populair : GAL22V10 n zelfde basisprincipe van de GAL16V8 en GAL20V8, maar nu uitgebreid tot n in de AND-matrix worden dus 22 signalen gewoon en geïnverteerd aangebracht l 12 ingangen (waarvan 1 eventueel als gemeen- schappelijke klok voor de flipflops) l 10 uitgangen, die echter ook als ingang kunnen gebruikt worden l in elke OLMC wordt weer de som gemaakt van mintermen (die vrij kunnen samengesteld worden uit deze 22 variabelen) l het aantal mintermen voor elke som was zowel bij de 16V8 als de 20V8 steeds 8 l bij de 22V10 is dit aantal echter variabel gemaakt : er zijn nu telkens 2 OLMC’s met resp of 16 mintermen per OR-poort

13 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 12 DIA 12 GAL22V10 : OLMC (Output Logic MacroCell) n Flexibiliteit wordt verkregen door gebruik te maken van multiplexers de OUTPUT-MULTIPLEXER (4-naar-1 mux) en de FEEDBACK MULTIPLEXER (2-naar-1 mux) worden per OLMC afzonderlijk gestuurd door twee selectiebits S1 en S0 : n De CLK is gemeenschappelijk voor àlle flipflops en moet aangesloten worden op pen 1 n De OUTPUT ENABLE is geen gemeenschappelijke pen meer, maar wordt per OLMC afzonderlijk gestuurd door een zelf samen te stellen minterm n Er is een gemeenschappelijke ASYNCHRONE RESET (AR) voor alle flipflops, die kan gerealiseerd worden met een vrij samen te stellen minterm en zo is er eveneens een gemeenschappelijke SYNCHRONE PRESET (SP)

14 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 13 DIA 13 GAL22V10 : behuizingen n De ‘normale’ behuizing voor de GAL22V10 is een 24-pens DIL (Dual In Line) package l ‘steek’ = 2,54 mm (afstand tussen de pennen) n Voor oppervlakte-montage bestaat er voor de GAL22V10 ook een 28-pens PLCC-behuizing (Plastic Leaded Chip Carrier) l hierbij is de ‘steek’ gehalveerd tot 1,27 mm en worden er pennen gemonteerd aan de vier zijden n hierdoor zal de component minder oppervlakte innemen op de PCB l deze verpakking heeft vier pennen meer dan de DIL- behuizing l deze vier pennen krijgen de aanduiding NC n NC = Not Connected l in een verdere uitbreiding krijgen deze vier pennen een heel bijzondere functie...

15 Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 14 DIA 14 ispGAL22V10 : in system programmable n De ‘normale’ GAL22V10 moet - net zoals alle andere GAL-componenten en uiteraard ook de PAL-bouwstenen - geprogrammeerd worden met een speciaal (met de computer verbonden) programmeertoestel l in het productieproces vereist dit een bijkomende productiestap en kan stockage-problemen veroorzaken (verschillende versies, …) l bij nieuwere componenten zullen we nog meer pennen aantreffen die bovendien nog korter bij elkaar staan n de extra handeling in het programmeertoestel vergroot het risico op beschadigde pennen n De ‘nieuwe generatie’ GAL22V10 kan gebruik maken van een vernieuwde programmeertechniek : ISP = In System Programmable l hierbij mag de component reeds op de print gemonteerd worden l dank zij enkele bijkomende pennen en extra interne logica kan nu de component ook ‘in system’ (evtl. eerst gewist en) geprogrammeerd worden


Download ppt "Dirk Smets KHLim - dep. IWT Digitale Elektronica Programmeerbare Logica SPLD : Simple Programmable Logic Devices DIA 1 DIA 1 Nieuwe componentenfamilie."

Verwante presentaties


Ads door Google