Los dispositivos lógicos programables (PLD) son circuitos integrados que pueden ser programados para realizar funciones lógicas específicas. Estos dispositivos se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la electrónica de consumo hasta la industria aeroespacial. Los PLD se dividen en dos categorías principales: los circuitos de matriz de puertas programables en campo (FPGA) y los circuitos programables en campo de matriz lógica (CPLD).
Los FPGA son dispositivos PLD que contienen una gran cantidad de celdas lógicas programables, que pueden ser conectadas para crear una variedad de circuitos lógicos. Estos dispositivos son altamente flexibles y se utilizan en aplicaciones que requieren una lógica compleja y personalizada. Los CPLD, por otro lado, están diseñados para aplicaciones de menor complejidad y tienen una estructura de matriz lógica más simple.
Existen varias familias de PLD, cada una con sus propias características y aplicaciones específicas. Entre las familias más comunes se encuentran la serie Xilinx Spartan, la serie Altera Cyclone y la serie Lattice MachXO. Cada familia tiene sus propias ventajas y desventajas, lo que significa que la elección de una familia específica dependerá de las necesidades del proyecto.
Los circuitos CPLD, por su parte, son una clase de PLD que se utilizan para aplicaciones de menor complejidad. Estos dispositivos tienen una estructura de matriz lógica más simple y están diseñados para manejar tareas más simples y específicas. Los CPLD son ideales para aplicaciones que requieren una gran cantidad de entradas y salidas, pero no requieren una lógica compleja.
En cuanto a los lenguajes de descripción de hardware, existen dos lenguajes principales: VHDL y Verilog. Ambos lenguajes son utilizados para describir el comportamiento de los circuitos digitales y pueden ser utilizados con cualquier tipo de dispositivo PLD. VHDL es un lenguaje más estructurado y se utiliza para describir sistemas más grandes y complejos. Verilog, por otro lado, se utiliza para describir sistemas más pequeños y simples.
Por último, en Verilog, el comando «always» se utiliza para especificar que un grupo de instrucciones deben ser ejecutadas siempre que se cumpla una determinada condición. Este comando se utiliza para crear bloques de código que se ejecutan en respuesta a eventos específicos, como cambios en la entrada o el sistema de reloj. El comando «always» es una parte importante de la programación Verilog, ya que permite a los diseñadores crear sistemas más complejos y sofisticados.
En resumen, los PLD son dispositivos lógicos programables que se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Los dispositivos FPGA son más complejos y flexibles, mientras que los CPLD son más simples y se utilizan para aplicaciones de menor complejidad. La elección de una familia específica de PLD dependerá de las necesidades del proyecto. Los lenguajes de descripción de hardware, como VHDL y Verilog, se utilizan para describir el comportamiento de los circuitos digitales. El comando «always» en Verilog es utilizado para especificar que un grupo de instrucciones deben ser ejecutadas siempre que se cumpla una determinada condición.
Un bloque lógico configurable es un componente de un dispositivo lógico programable que se puede personalizar para realizar una función lógica específica en un circuito digital. Estos bloques se utilizan comúnmente en dispositivos como FPGAs y CPLDs y se pueden programar para realizar diversas funciones, como la lógica AND, OR, NOT, XOR, entre otras.
Para configurar un FPGA se debe programar su matriz de puertas lógicas mediante un archivo de configuración que se carga en la memoria del dispositivo. Este archivo puede ser generado utilizando un lenguaje de descripción de hardware (HDL) como Verilog o VHDL, o mediante herramientas de diseño gráfico como Quartus o Vivado. Una vez cargado el archivo de configuración, el FPGA se convierte en un circuito integrado completamente personalizado y programable para realizar la tarea específica para la que fue diseñado.
Los dispositivos reconfigurables son dispositivos lógicos programables que permiten la reconfiguración de su hardware interno para adaptarse a diferentes necesidades y aplicaciones. Esto se logra a través de la programación de su configuración mediante lenguajes de descripción de hardware (HDL, por sus siglas en inglés). Algunos ejemplos de dispositivos reconfigurables son las FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) y los CPLDs (Complex Programmable Logic Devices).