Uma SPLD, CPLD ou FPGA pode ser vista como um “quadro branco” no qual podemos imple- mentar um determinado circuito ou sistema projetado fazendo uso de um certo processo. Esse pro- cesso necessita de um software de desenvolvimento instalado em um computador para implemen- tar um projeto de circuito em um chip programável. O computador tem que ser interfaceado por meio de uma placa de desenvolvimento ou um equipamento de programação contendo o disposi- tivo, conforme ilustrado na Figura 1–38.
Vários passos, chamados de fluxo de projeto, estão envolvidos no processo de implementação de um projeto lógico em um dispositivo lógico programável. A Figura 1–39 mostra um diagrama em bloco de um processo de programação. Conforme indicado, o fluxo do projeto tem acesso a uma biblioteca de projeto.
Entrada do Projeto Esse é o primeiro passo. O projeto do circuito ou sistema tem que ser inse- rido no software de desenvolvimento de projeto usando entrada baseada em texto, entrada gráfica
CD c/ software
Computador executando
o software DHL Cabo de interface
Dispositivo programável instalado na placa de desenvolvimento e interconectado com outros dispositivos na placa (tais dispositivos não são mostrados).
Placa de desenvolvimento
F I G U R A 1 – 3 8
Configuração básica de um siste- ma para programação de PLD ou FPGA. Download Compilador Biblioteca de projeto Entrada do projeto Simulação funcional Síntese Implementação Simulação de temporização F I G U R A 1 – 3 9
Diagrama em bloco básico da seqüência do proje- to de uma lógica programável.
(desenho esquemático) ou descrição em diagrama de estado. A inserção do projeto é independen- te do dispositivo. A inserção baseada em texto é realizada com uma linguagem de descrição de hardware (HDL – hardware description language), tal como VHDL, Verilog, AHDL ou ABEL. A inserção gráfica (esquemático) permite que funções lógicas pré-armazenadas sejam selecionadas a partir de um biblioteca, apresentada na tela e então interconectadas para criar o projeto lógico. A inserção por diagrama de estados requer a especificação dos estados pelos quais um circuito ló- gico seqüencial passa e as condições que provocam a mudança de cada estado.
Uma vez inserido o projeto, ele é compilado. Um compiladoré um programa que controla o processo do fluxo do projeto e traduz o código-fonte em código-objeto num formato que pode ser testado logicamente ou transferido para um dispositivo destino. O código-fonte é criado durante a inserção do projeto e o código-objeto é o código final que realmente faz com que o projeto seja implementado no dispositivo programável.
Simulação Funcional O projeto compilado inserido é simulado por software para confirmar se os circuitos lógicos funcionam conforme esperado. A simulação irá verificar se as saídas adequa- das são geradas para um conjunto de entradas especificadas. Uma ferramenta de software inde- pendente do dispositivo que faz essa tarefa é denominada editor de forma de onda. Qualquer fa- lha demonstrada pela simulação poderia ser corrigida voltando no projeto inserido e realizando as alterações apropriadas.
Síntese A fase síntese é onde o projeto é traduzido em uma lista (netlist), a qual tem uma forma padronizada e é independente do dispositivo.
Implementação A implementação é onde a estrutura lógica descrita pela netlist é mapeada na estru- tura real do dispositivo a ser programado. O processo de implementação é denominado fitting ou place and route e resulta em uma saída denominada seqüência de bits, a qual depende do dispositivo usado. Simulação de Temporização Esse passo ocorre após o projeto ser mapeado no dispositivo es- pecificado. A simulação de temporização é basicamente usada para confirmar que não existem fa- lhas no projeto ou problemas de temporização em função dos atrasos de propagação.
Download Uma vez gerada uma seqüência de bits para um dispositivo programável específico, ele tem que ser transferido (operação download) ao dispositivo para implementar o projeto de software no hardware. Alguns dispositivos programáveis são instalados em uma seção especial de um equipa- mento denominado programador de dispositivos ou em uma placa de desenvolvimento. Outros tipos de dispositivos podem ser programados quando ainda estão inseridos no sistema – denominados pro- gramáveis no sistema (ISP – in-system programming) – usando uma interface padrão JTAG (Joit Test Action Group). Alguns dispositivos são voláteis, o que significa que eles perdem o conteúdo arma- zenado quando sofrem uma operação de resete (inicialização) ou quando a alimentação é desligada. Nesse caso, os dados (seqüência de bits) têm que ser armazenados numa memória e recarregados no dispositivo após cada resete ou desligamento da alimentação. Além disso, o conteúdo de um dispo- sitivo ISP pode ser manipulado ou atualizado enquanto estiver operando no sistema.
SEÇÃO 1–6 REVISÃO
1. Enuncie as principais categorias de dispositivos lógicos programáveis e especifique os seus acrônimos. 2. Em que um CPLD difere de um SPLD?
3. Cite os passos de um processo de programação de um dispositivo lógico programável. 4. Faça uma breve explicação de cada um dos passos citados na questão 3.
1-7
INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO E TESTE
A análise de defeitoé o processo sistemático de isolamento, identificação e correção de defei-
tos em um circuito ou sistema. Uma variedade de instrumentos está disponível para ser usada em testes e análises de defeito. Alguns tipos comuns de instrumentos são apresentados e discutidos nesta seção.
Ao final do estudo desta seção você deverá ser capaz de:
■ Distinguir entre um osciloscópio analógico e um digital ■ Reconhecer os controles comuns de um osciloscópio ■ Determinar, usando um osciloscópio, a amplitude, o período, a freqüên- cia e o ciclo de trabalho da forma de onda de um pulso ■ Discutir o analisador lógico e alguns formatos comuns ■ Descrever a finalidade de uma fonte de alimentação cc, de um gerador de funções e um multímetro digital (DMM)