Les circuits logiques programmables

Les circuits logiques programmables : Faisons le point

Il y a quelques années la réalisation d’un montage en électronique numérique impliquait l’utilisation d’un nombre …………………………………………………………………………. Ceci avait pour conséquences un prix de revient élevé, une mise en oeuvre complexe et un circuit imprimé de taille importante.
Le développement des mémoires utilisées en informatique fut à l’origine des premiers circuits logiques programmables (PLD : ……………………………………).
Les circuits logiques programmables sont ………………………………………………………………………. … Le câblage est …………………………………………………………………………………………………… Certains PLD ne permettent pas la relecture de la fonction logique programmée, c’est pratique lorsque le ………… ……………………………………………..……….. .
Ces circuits disposent d’un certain nombre de broches d’entrées et de sorties. L’utilisateur associe ces broches ……………………………………………………… (plus ou moins complexes) qu’il programme dans le circuit.
Sa mise en oeuvre se fait très facilement à l’aide …………………………………………………. ………….. et d’un logiciel adapté.
Pour des moyennes séries, les composants programmables sont en général préférés ……………. Les PLD peuvent être programmés par l’utilisateur (bureau d’étude, chaîne d’assemblage) alors que les ASIC qui sont …………………………………………………………… (ils ne peuvent être que simulés par le bureau d’étude) sont réservés à des productions de très grande série ne serait-ce qu’en raison de leur coût de développement élevé.

Le terme PLD regroupe 4 familles de composants

Les PAL

Ce sont les circuits logiques …………………………………………………………… Les PAL sont programmés par …………………………………………………. Ils ne sont donc ………………………………………., ce qui peut être gênant en phase de développement. Un PAL permet de remplacer jusqu’à ………………………………………………………..

Principe d’un PAL

Ce PAL simplifié comporte 2 entrées I1 et I2 et une sortie O. Huit fusibles (F1 à F8) permettent de réaliser diverses fonctions logiques. La programmation va consister à faire sauter les fusibles nécessaires afin de réaliser la fonction voulue. . La fusion des fusibles est obtenue en appliquant à leurs bornes une tension de 11,5 V pendant 10 à 50 µS (leur tension de fonctionnement est environ de 5V).

Convention de représentation
La représentation simplifiée ne montre pas tous les fusibles, les entrées de la porte ET sont regroupées sur une seule ligne. ……………. …………………………………………….

Exemple de programmation d’un PAL
On souhaite réaliser une fonction : Déterminer la fonction réaliser par ce pal
Structure d’un PAL à 4 entrées et 4 sorties
Les différents types d’entrées / sorties
On distingue 3 principes utilisés pour les sorties. Selon le modèle, un ou plusieurs types de sorties peuvent être utilisés sur un même PAL.

 Entrées / ……………………………………… :
Ces sorties 3 états sont rebouclées vers la matrice de fusibles. Une sortie ………………………………… ……………. intermédiaire. En mode haute impédance (la sortie étant inhibée), on peut utiliser une broche de sortie comme étant une entrée. On parle alors d’entrée / sortie (I/O).

 Sorties ………………………….. :
Ces sorties utilisent ………………………………… qui permet la logique séquentielle. Par contre, une sortie à registre ne peut pas être utilisée comme entrée.
Remarques :
• Le nombre d’entrées varie ………………………………..
• Le nombre de sorties varie ……………………………….
• La puissance est indiquée par une lettre code.
• La vitesse indique le temps de propagation en nS.
• Les versions versatiles ont une cellule de sortie programmable permettant d’obtenir n’importe quel autre type de structure de sortie (L, H, R …).
• Les versions CMOS (CE) …………………………………………………. Les fusibles sont remplacés par des transistors de type MOS FET. Ce ne sont ni plus ni moins que des « GALs ».

Les GAL

L’appellation GAL est une marque déposée de LATTICE SEMICONDUCTOR qui a été la première société à proposer sur le marché ce type de produits. D’autres marques proposent des équivalents (compatibles) commercialisés sous le nom de PAL CMOS, E2PAL ou encore PAL EECMOS.Les GAL sont des PAL effaçables électriquement, qui utilisent la technologie CMOS.

Les EPLD

Ces circuits ont une capacité en nombre de portes et en possibilités de configuration est supérieure à celle des GAL. Historiquement, les premiers EPLD étaient des GAL effaçables aux U.V. Il existe maintenant des EPLD effaçables électriquement. Les pLSI et ispLSI de LATTICE sont à mi-chemin entre les EPLD et les FPGA.

Les FPGA

Apparus il y a seulement quelques années, les FPGA sont assimilables à des ASIC programmables par l’utilisateur. Ce sont de gros ensembles ………………………………………………. (plusieurs milliers de portes) que l’utilisateur peut interconnecter à loisir.