Si dice che i dispositivi logici siano la colla di ogni progetto elettronico, ma spesso sono le ultime parti a cui si pensa quando si scelgono i componenti per un sistema.
Ci sono sicuramente molti dispositivi logici standard collaudati tra cui scegliere. Ma i progetti stanno diventando più complessi, così come la necessità di integrare gli elementi logici sulla scheda per lasciare spazio a più funzioni. Gli ingegneri scelgono sempre più spesso dispositivi logici programmabili (PLD), PLD complessi (CPLD) o array di porte programmabili (FPGA) per aiutare a ridurre le dimensioni della soluzione, abbassare i costi di progettazione e produzione, gestire la loro catena di fornitura e accelerare il time-to-market.
Ci sono molti compromessi da considerare quando si progetta con CPLD o FPGA, che supportano migliaia di elementi logici, sono disponibili in varie dimensioni di package e possono richiedere competenze avanzate di programmazione.
I nuovi PLD come quelli che fanno parte del portfolio di Texas Instruments, integrano decine di funzioni logiche sequenziali e analogiche in un unico package, riducendo sia lo spazio complessivo della scheda (del 90% o più), sia il numero di componenti di almeno l’80% rispetto alle implementazioni logiche discrete. La Figura 1 illustra diverse funzioni integrate in un unico package standard del settore.
Logica configurabile delle giuste dimensioni
Il portfolio PLD di TI include prodotti che integrano funzioni logiche, flip-flop di tipo D, pipe delay, generatori di pattern, contatori, delay, comparatori e altro ancora. Non è più necessario modificare i progetti hardware per supportare una funzione o un parametro diverso o nuovo; al contrario, è possibile utilizzare elementi logici standard e configurabili per sviluppare soluzioni che forniscano le prestazioni necessarie. I PLD di TI non richiedono alcuno sviluppo software e nessuna esperienza di codifica del linguaggio di descrizione hardware.
La Figura 1 delinea gli elementi logici configurabili del TPLD1201.
Figura 1. Diagramma a blocchi del TPLD1201 di Texas Instruments.
Logica programmabile in un package standard del settore
Molti PLD attualmente sul mercato sono disponibili in package specifici per l’applicazione per supportare design di elettronica di consumo. I PLD di TI utilizzano opzioni di confezionamento standard JEDEC con e senza terminali, consentendo di implementare facilmente la logica programmabile in applicazioni automobilistiche e industriali.
Il portafoglio PLD di TI include package con terminali con un passo di 0,5 mm, che aiutano con la saldabilità e l’ispezione ottica automatizzata per garantire la sicurezza e l’affidabilità a lungo termine dei sistemi. I dispositivi hanno un intervallo di temperatura esteso da -40 °C a 125 °C e la qualificazione Automotive Electronics Council (AEC) Q-100.
Configurazione in pochi secondi
I PLD di TI semplificano il processo di programmazione utilizzando un’interfaccia grafica di facile utilizzo per configurare il circuito desiderato. Dopo aver progettato il circuito logico, è possibile configurare temporaneamente il dispositivo per la valutazione o programmarlo in modo permanente per l’uso nel prodotto finale.
TI ha creato InterConnect Studio pensando ai progettisti, per consentire di configurare i PLD TI senza alcuna esperienza di programmazione. InterConnect Studio aiuta a progredire nello sviluppo e nella simulazione in poco tempo e ad avere prototipi in pochi minuti. La figura 2 mostra un progetto di circuito che utilizza InterConnect Studio per un’applicazione di sequenziamento di potenza.
Figura 2. Vista di InterConnect Studio di un’applicazione di sequenziamento di potenza che utilizza TPLD1201 di TI.
Dal menu sul lato sinistro della GUI, è possibile aggiungere diversi componenti selezionando il segno “più” accanto all’elemento. È possibile creare semplici connessioni drag-and-drop tra i componenti e perfezionare ulteriormente il design nei menu sotto la finestra principale.
Dopo aver progettato il circuito ed eseguito la simulazione, è possibile configurare temporaneamente il dispositivo tramite il programmatore TPLD e i moduli di valutazione premendo il pulsante CONFIGURE TPLD. Per programmare il dispositivo in modo permanente, va selezionata la relativa casella di controllo nel menu.
Conclusione
Oggigiorno ci sono numerose soluzioni di logica programmabile per le esigenze dei progettisti. I PLD di TI sono disponibili in opzioni di packaging più piccole, con conseguenti PCB più piccoli e costi di produzione inferiori, consumi energetici estremamente bassi, un numero inferiore di elementi logici, funzionalità analogiche e programmazione più semplice rispetto ai prodotti programmabili più avanzati. Una cosa è certa: sono sempre più numerose le opzioni di logica programmabile in grado di soddisfare i requisiti delle applicazioni.
Risorse aggiuntive
- Portfolio PLD di Texas Instruments.
- Confronto tra i prodotti PLD di TI.
- Nota applicativa Power Sequencing With Feedback Using TI Programmable Logic Devices.
- Maggiori info su Using Lookup-Tables in Programmable Logic.
Russel Crane è Logic Product Marketing / Programmable Logic Devices (PLD) presso Texas Instruments.
