Dispositivos Lógicos Programáveis

Transcrição

1

2 PARTE 1 - TEORIA

3 Dispositivos Lógicos Programáveis Os dispositivos lógicos programáveis (PLD Programmable Logic Device) são circuitos integrados programáveis, que possuem um grande número de portas lógicas, flip-flops e registradores interconectados.

4 Tipos de PLDs existentes

5 FPGA O FPGA (Matriz de portas Lógicas Programáveis - Field Programmable Gate Array), trata-se de uma arquitetura baseada em blocos lógicos configuráveis que são formados por portas lógicas, flip-flops e blocos de entrada e saída que efetuam a conexão entre as saídas provenientes dos blocos lógicos.

6 As células lógicas do FPGA encontram-se alocadas em forma de matrizes. Tanto as células lógicas quanto o roteamento são configuráveis por software.

7 Vantagens de utilização do FPGA A tecnologia de FPGA é largamente utilizada devido principalmente aos seguintes fatores que ela possibilita para os projetos: - Diminuição a complexidade de hardwares; - Padronização no desenvolvimento; - Diminuição do tempo de projeto; - Pode ser aplicada em diversas áreas; - Possibilita simulação (aplicar sinais na entrada); - Tecnologia reconfigurável (ajustes e inovações); - Paralelismo (apenas para programação não sequencial);

8 Linguagens de Descrição de Hardware Como o FPGA trata-se de um hardware, utilizam-se linguagens de descrição de circuitos. As linguagens existentes são: Verilog e VHDL. Neste curso será utilizada a linguagem VHDL para a descrição de circuitos lógicos programáveis.

9 Linguagem VHDL O nome VHDL é originada do acrônimo: - V: very high speed integrated circuit; - H: hardware; - D: Description; - L: Language. Desta forma, VHDL trata-se de um nome que une as principais características desta linguagem de descrição.

10 Estrutura de um hardware descrito em VHDL A descrição de hardware em VHDL deve possuir as seguintes estruturas internas:

11 Exemplo de estrutura

12 Entidade (entity ) A entidade de um projeto pode representar desde uma porta lógica a um sistema complexo, sendo composta de 2 partes: declaração de entidade e arquitetura. A declaração da entidade define a interface de I/Os, já a arquitetura contém a descrição do funcionamento do hardware, ou seja, efetua a manipulação dos sinais.

13 Tipos de entradas e saídas A entidade pode utilizar os I/Os dos tipos IN, OUT, INOUT e BUFFER, sendo que estes devem ser declarados no início da entidade.

14 O tipo INOUT caracteriza uma porta bidirecional. Este tipo de porta lógica é ideal para representar um barramento de dados, onde a informação pode transitar em ambos os sentidos.

15 Classes de Objetos Objetos são elementos que contêm um valor armazenado. Podem ser utilizados como ferramentas do sistema para efetuar operações. Podem ser: - Constante (constant); - Variável (variable) - apenas para código sequencial - Sinal (signal).

16 Quais tipos de sinais podem ser utilizados na ARQUITETURA da ENTIDADE? O TIPO define as características do valor transferido pela porta. Ao declarar as portas da entidade, definem-se também o tipo de cada sinal, sendo que estes podem ser:

17 INFORMAÇÕES BÁSICAS DO VHDL

18 Quais tipos de operadores podem ser utilizados na linguagem VHDL?

19 Qual software será utilizado para o desenvolvimento de projetos em FPGA e onde posso encontrá-lo? Para o desenvolvimento de projetos será utilizado o Software Quartus II v.9.1.sp1 que pode ser baixado gratuitamente no endereço (

20 Interface do programa Quartus II

21 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II? Para INICIAR UM PROJETO, deve-se seguir os seguintes passos: Clicar em File > New Project Wizard > Next > Criar a pasta de localização e definir o nome do projeto > Next > Next > Escolher a família do FPGA utilizado > Finalizar > Clicar novamente em File > New > VHDL File.

22 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

23 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

24 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

25 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

26 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

27 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

28 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

29 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

30 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

31 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

32 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

33 Quais os passos para iniciar um projeto em VHDL no Quartus II?

34 Implementar em FPGA a seguinte configuração de portas lógicas: