viernes, 11 de septiembre de 2009

lenguajes de descripcion de hardware VHDL, PLD, FPGA.

Lenguaje de descripción de hardware

Un lenguaje de descripción de hardware (HDL, Hardware Description Language) permite documentar las interconexiones y el comportamiento de un circuito electrónico, sin utilizar diagramas esquemáticos.
El flujo de diseño suele ser típico:
Definir la tarea o tareas que tiene que hacer el circuito.
Escribir el programa usando un lenguaje HDL. También existen programas de captura de esquemas que pueden hacer esto, pero no son útiles para diseños complicados.
Comprobación de la sintaxis y simulación del programa.
Programación del dispositivo y comprobación del funcionamiento.
Un rasgo común a estos lenguajes suele ser la independencia del hardware y la modularidad o jerarquía, es decir, una vez hecho un diseño éste puede ser usado dentro de otro diseño más complicado y con otro dispositivo compatible.
VHDL
VHDL es el acrónimo que representa la combinación de VHSIC y HDL, donde VHSIC es el acrónimo de Very High Speed Integrated Circuit y HDL es a su vez el acrónimo de Hardware Description Language.
Es un lenguaje usado por ingenieros definido por el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) (ANSI/IEEE 1076-1993) que se usa para diseñar circuitos digitales. Otros métodos para diseñar circuitos son la captura de esquemas (con herramientas CAD) y los diagramas de bloques, pero éstos no son prácticos en diseños complejos. Otros lenguajes para el mismo propósito son Verilog y ABEL.
Aunque puede ser usado de forma general para describir cualquier circuito se usa principalmente para programar PLD (Programable Logic Device - Dispositivo Lógico Programable), FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC y similares.
HDL
(Hardware Description Language).- Lenguaje de Descripción de Hardware
Se le llama HDL a la sintaxis que se usa para describir la operación de un circuito y al archivo resultante se le llama archivo fuente.

Al proceso que se utiliza para generar un archivo de salida que se pueda tranferir a un programador de PLD´s a partir de un archivo fuente, se le llama compilar. Las herramientas que se utilizan para hacer esto se les llama compiladores lógicos.
Las herramientas CAD(Diseño Asistido por Computadora) pueden realizar gran parte del trabajo de manera automática. El diseñador utiliza el sistema CAD para simular el comportamiento del circuito y las herramientas CAD para implementar en forma automática el circuito en un chip, por ejemplo en un PLD(Dispositivo Logico Programable).
Muchos HDL proveen compiladores que permiten al diseñador representar un diagrama de estado. Pero el Lenguaje mas popular es el VHDL.
FPGA

Una FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array) es un dispositivo semiconductor que contiene bloques de lógica cuya interconexión y funcionalidad se puede programar. La lógica programable puede reproducir desde funciones tan sencillas como las llevadas a cabo por una puerta lógica o un sistema combinacional hasta complejos sistemas en un chip (w:en:System-on-a-chip).
Las FPGAs se utilizan en aplicaciones similares a los ASICs sin embargo son más lentas, tienen un mayor consumo de potencia y no pueden abarcar sistemas tan complejos como ellos. A pesar de esto, las FPGAs tienen las ventajas de ser reprogramables (lo que añade una enorme flexibilidad al flujo de diseño), sus costes de desarrollo y adquisición son mucho menores para pequeñas cantidades de dispositivos y el tiempo de desarrollo es también menor.
Ciertos fabricantes cuentan con FPGAs que sólo se pueden programar una vez, por lo que sus ventajas e inconvenientes se encuentran a medio camino entre los ASICs y las FPGAs reprogramables.
Históricamente las FPGAs surgen como una evolución de los conceptos desarrollados en las PLAs y los CPLDs

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