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Tabla de Contenidos

• Introducción a los dispositivos de lógica programable
• Tipos de dispositivos de lógica programable
• Circuitos lógicos programables
• ¿Qué son los PLD?
• Los Pal: Array Lógico Programable
• Los GAL: Lógica de Matriz Genérica
• Los CPLD: Dispositivos Lógicos Programables Complejos
• Los FPGA: Matrices de Compuertas Programables en Campo
• Programando un dispositivo PLD
• Creando un programador de PLD casero
• Conclusiones y recomendaciones

Dispositivos de Lógica Programable

En el apasionante mundo de la electrónica, a menudo nos encontramos con la necesidad de diseñar circuitos lógicos complejos. Estos circuitos requieren una gran cantidad de puertas lógicas y elementos interconectados, lo cual puede ser un proceso cansado y propenso a errores. Afortunadamente, existen los dispositivos de lógica programable, que nos permiten simplificar y agilizar el proceso de diseño de circuitos.

Introducción a los dispositivos de lógica programable

Cuando necesitamos implementar circuitos lógicos complejos, generalmente recurrimos a los circuitos integrados especializados, que contienen una gran cantidad de compuertas lógicas. Estos circuitos integrados pueden ser difíciles de obtener o pueden requerir una gran cantidad de espacio en nuestro diseño. Es aquí donde entran en juego los dispositivos de lógica programable.

Los dispositivos de lógica programable son circuitos integrados que pueden ser programados para implementar diversas funciones lógicas. Estos dispositivos nos brindan flexibilidad en el diseño de circuitos y nos permiten reutilizar el mismo dispositivo para diferentes aplicaciones. Además, nos facilitan la depuración y modificación de nuestros circuitos.

Tipos de dispositivos de lógica programable

Existen varios tipos de dispositivos de lógica programable, cada uno con características y capacidades diferentes. A continuación, veremos los tipos más comunes:

Circuitos lógicos programables

Los circuitos lógicos programables (PLD, por sus siglas en inglés) son los dispositivos más básicos dentro de esta categoría. Estos circuitos pueden ser programados para implementar funciones lógicas específicas y pueden reprogramarse según sea necesario. Los PLD suelen ser bastante simples y se utilizan para aplicaciones de lógica discreta.

Los PAL: Array Lógico Programable

Un tipo de PLD muy común son los PAL (Array Lógico Programable, por sus siglas en inglés). Estos dispositivos fueron introducidos en la década de 1970 y permiten la implementación de funciones lógicas complejas. Los PAL se programan una sola vez, pero pueden ser modificados utilizando luz ultravioleta o corriente eléctrica.

Sin embargo, los PAL tienen la desventaja de tener una lógica de salida cableada, lo que significa que debemos elegir entre diferentes tipos de PAL con diferentes configuraciones de salidas.

Los GAL: Lógica de Matriz Genérica

Para superar la limitación de los PAL, se introdujo la tecnología de lógica de matriz genérica (GAL, por sus siglas en inglés). Los GAL son una mejora de los PAL, ya que ofrecen la posibilidad de programar la lógica de salida y así emular diferentes configuraciones de PAL.

En los GAL, la lógica de salida programable reemplaza la lógica cableada de los PAL, lo que brinda una mayor flexibilidad en el diseño de circuitos. Actualmente, existen varios fabricantes que ofrecen GAL compatibles con los GAL originales de Lattice, como los dispositivos ATF de Atmel.

Los CPLD: Dispositivos Lógicos Programables Complejos

Los CPLD (Dispositivos Lógicos Programables Complejos, por sus siglas en inglés) son una evolución de los PLD y son capaces de manejar circuitos lógicos más complejos. Estos dispositivos utilizan bloques de lógica programable y memoria interconectados para implementar funciones lógicas más grandes y complejas.

Los CPLD son ideales para aplicaciones que requieren un alto nivel de integración de lógica en un solo chip. Además, su capacidad para almacenar información en memoria hace que sean muy útiles en aplicaciones que requieren almacenamiento de datos.

Los FPGA: Matrices de Compuertas Programables en Campo

Por último, tenemos los FPGA (Matrices de Compuertas Programables en Campo, por sus siglas en inglés), que son los dispositivos de lógica programable más avanzados. Los FPGA están compuestos por miles o incluso millones de compuertas lógicas interconectadas, que pueden ser programadas para implementar cualquier función lógica deseada.

Los FPGA son extremadamente flexibles y pueden ser reconfigurados en el campo, es decir, incluso después de que el dispositivo haya sido instalado en un sistema. Esto los hace ideales para aplicaciones que requieren una gran cantidad de lógica y que pueden cambiar o evolucionar con el tiempo.

Programando un dispositivo PLD

La programación de dispositivos de lógica programable suele realizarse utilizando un lenguaje de descripción de hardware (HDL, por sus siglas en inglés) o una herramienta de compilación específica para el dispositivo.

Una opción común es utilizar el lenguaje CUPL (Compiler for Universal Programmable Logic), que es compatible con una amplia gama de dispositivos de lógica programable. CUPL permite describir funciones lógicas utilizando ecuaciones booleanas y generar archivos en formato JDEC, que contienen la configuración del dispositivo.

Para programar el dispositivo, es necesario utilizar un programador adecuado. Sin embargo, como aficionados a la electrónica, es posible construir nuestro propio programador utilizando un Arduino. Esto nos permite ahorrar dinero y tener control total sobre el proceso de programación.

Creando un programador de PLD casero

La creación de un programador de PLD casero es un proyecto interesante y asequible para aquellos que disfrutan de la electrónica como hobby. Con un Arduino y algunos componentes adicionales, podemos construir un programador funcional y económico.

El esquema y el software necesario para construir el programador de PLD casero están disponibles en GitHub y se pueden cargar en el Arduino. Además, existen tutoriales y documentación que nos guiarán paso a paso en la construcción del programador.

El programador casero nos permitirá aplicar la tensión de programación necesaria al dispositivo PLD y establecer una comunicación serial para leer y escribir datos en el dispositivo. Es importante seguir las instrucciones cuidadosamente y asegurarse de que se aplica la tensión correcta al dispositivo para evitar daños.

Conclusiones y recomendaciones

Los dispositivos de lógica programable nos ofrecen una gran flexibilidad y ahorro de tiempo en el diseño de circuitos lógicos complejos. Con los diferentes tipos de dispositivos disponibles, podemos encontrar la opción que se ajuste mejor a nuestras necesidades y capacidades de programación.

Si estamos interesados en experimentar con dispositivos de lógica programable, construir nuestro propio programador casero puede ser una excelente opción. Esto nos permitirá personalizar y controlar todo el proceso de programación, así como ahorrar dinero.

Ya sea que estemos trabajando en un proyecto de electrónica, estudiando ingeniería o simplemente explorando el mundo de la lógica digital, los dispositivos de lógica programable son herramientas poderosas que pueden ayudarnos a materializar nuestras ideas y creatividad.

¡Así que no dudes en adentrarte en el fascinante mundo de los dispositivos de lógica programable y descubrir las infinitas posibilidades que ofrecen!

Recursos:

• GitHub - Programador de PLD casero
• PCBGogo.com - Fabricación de PCBs de alta calidad

FAQ

P: ¿Cuáles son las ventajas de utilizar dispositivos de lógica programable? R: Los dispositivos de lógica programable ofrecen flexibilidad en el diseño de circuitos, facilidad de depuración y modificación, reutilización del mismo dispositivo para diferentes aplicaciones y simplificación del proceso de diseño de circuitos.

P: ¿Cuáles son los tipos más comunes de dispositivos de lógica programable? R: Los tipos más comunes son los circuitos lógicos programables (PLD), el array lógico programable (PAL), la lógica de matriz genérica (GAL), los dispositivos lógicos programables complejos (CPLD) y las matrices de compuertas programables en campo (FPGA).

P: ¿Es posible construir un programador de PLD casero? R: Sí, es posible construir un programador de PLD casero utilizando un Arduino y algunos componentes adicionales. Esto nos permite ahorrar dinero y tener control total sobre el proceso de programación.

P: ¿Dónde puedo encontrar más información y recursos sobre dispositivos de lógica programable? R: Puedes encontrar más información y recursos en sitios web especializados, documentación de fabricantes, foros de electrónica y comunidades en línea. También puedes consultar el GitHub del proyecto de programador de PLD casero para obtener más información sobre cómo construir tu propio programador.

P: ¿Cuál es la ventaja de utilizar un programador de PLD casero? R: La ventaja de utilizar un programador de PLD casero es que nos brinda la posibilidad de personalizar y controlar todo el proceso de programación, además de ahorrar dinero al evitar la necesidad de comprar un programador comercial costoso.

P: ¿Dónde puedo encontrar una opción económica para fabricar PCBs de Alta calidad? R: PCBGogo.com es un proveedor que ofrece PCBs de alta calidad a precios muy competitivos. Puedes visitar su sitio web para obtener más información y explorar sus opciones de fabricación.