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Hardware - Classification des circuits numériques

Hardware - PLD, CPLD

[Mise à jour le 10/8/2022]

1. Définition

Un circuit logique programmable de type Field Programmable Devices, ou réseau logique programmable, est un circuit intégré logique qui peut être reprogrammé (caractérisé) après sa fabrication.

2. Classification

Ce type de composant électronique est communément désigné par différents sigles anglais dont :

  • FPGA (field-programmable gate array, réseau de portes programmables in situ) ;
  • PLD (programmable logic device, circuit logique programmable) ;
  • EPLD (erasable programmable logic device, circuit logique programmable et effaçable) ;
  • CPLD (complex programmable logic device, circuit logique programmable complexe) ;
  • PAL (programmable array logic, réseau logique programmable) ;
  • PLA (programmable logic array, réseau logique programmable).

3. Organisation

Les réseaux logiques programmables sont des circuits composés de nombreuses cellules logiques élémentaires et bascules logiques librement interconnectables.
  • PAL (réalisation d'un OU-Exclusif)

Exemple de circuit PAL16R8

  • CPLD

4. Programmation

Contrairement à un microprocesseur, un circuit logique programmable n'exécute aucune ligne de code. Un code de programmation est cependant nécessaire pour assembler les opérateurs logiques qui le composent.

La programmation des PLD modernes (FPGA / CPLD) passe généralement par un compilateur basé sur un langage de programmation de type langage de description matériel (ou « HDL » pour Hardware Description Language) comme le ABEL1). Pour faciliter la programmation, il existe aussi des langages de plus haut niveau. Les deux plus connus sont le VHDL2) (“V” pour “Very high speed”) et le VERILOG3).

5. Utilisation

Pour de moyennes séries, les composants programmables sont en général préférés aux ASIC. Les PLD peuvent être programmés par l’utilisateur (bureau d’étude, chaîne d’assemblage) alors que les ASIC qui sont configurés lors de leur fabrication (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.

1)
ABEL, acronyme de Advanced Boolean Expression Language, est un langage de programmation informatique utilisé dans le domaine de l'électronique, pour notamment la programmation des PLD. Il a été créé en 1983 par Data I/O Corporation, à Redmond, Washington.
2)
VHDL est un langage de description de matériel destiné à représenter le comportement ainsi que l'architecture d’un système électronique numérique. Son nom complet est VHSIC Hardware Description Language.
3)
Le Verilog, de son nom complet Verilog HDL est un langage de description matériel de circuits logiques en électronique, utilisé pour la conception d'ASICs et de FPGAs. Le sigle anglais HDL -Hardware Description Language- signifie Langage de Description du Matériel.
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  • Dernière modification : 2022/08/11 08:35
  • de phil