Nowa rodzina układów CPLD w ofercie Altery: MAX V
Prezentowany w portalu artykuł jest zaktualizowaną i rozszerzoną przez autora wersją publikacji z miesięcznika Elektronika Praktyczna 12/2010.
Nowością w ofercie firmy Altera są układy CPLD tworzące rodzinę o nazwie MAX V. Ich wyposażenie i możliwości odbiegają od standardów znanych z klasycznych rodzin CPLD, budową i możliwościami są natomiast zbliżone do znanych dość dobrze na rynku układów z rodziny MAX II.
Konstruktorzy korzystający z układów MAX V mają do dyspozycji ich duże zasoby logiczne, w tym 8 kb wewnętrznej pamięci Flash. Podstawowe komórki logiczne (Logic Element) układów MAX V są zbudowane w sposób podobny do stosowanych w alterowskich FPGA, dzięki temu charakteryzują się podobną elastycznością konfiguracyjną. Wewnątrz układów MAX V zintegrowano także generator taktujący oraz implementowaną (ale w standardowych zasobach logicznych!) cyfrową pętlę PLL umożliwiającą generowanie wewnętrznych sygnałów zegarowych. Zestawienie podstawowych cech układów z rodziny MAX V przedstawiono w tab. 1.
Tab. 1. Zestawienie podstawowych cech układów MAX V
Cecha | 5M40Z | 5M80Z | 5M160Z | 5M240Z | 5M570Z | 5M1270Z | 5M2210Z |
Liczba LE | 40 | 80 | 160 | 240 | 570 | 1,270 | 2,210 |
Pojemność pamięci Flash UFM [b] | 8192 | 8192 | 8192 | 8192 | 8192 | 8192 | 8192 |
Liczba sygnałów globalnych (o programowanych funkcjach) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Wewnętrzny generator zegarowy 4 MHz | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Maksymalna liczba I/O | 54 | 79 | 79 | 114 | 159 | 271 | 271 |
Budowa układów MAX V
Schemat ilustrujący budowę układów MAX V pokazano na rys. 1. Każdy LAB (Logic Array Block) składa się z 10 podstawowych komórek logicznych LE (Logic Element) oraz zasobów komunikacyjnych o zasięgu lokalnym i globalnym, zapewniających komunikację pomiędzy implementowanymi w układzie fragmentami projektu.
Rys. 1. Schemat blokowy ilustrujący budowę układów MAX V
Rys. 2. Budowa komórki LE (kolorem zaznaczono tablicę LUT i konfigurowalny przerzutnik)
W skład LE wchodzi 4-wejściowa tablica LUT (Look-up Table – rys. 2) zintegrowana z generatorami przeniesień (co przyspiesza operacje arytmetyczne i logiczne wykonywane na wielobitowych danych) oraz konfigurowalny przerzutnik, który może pracować jako rejestr D oraz przerzutnik T, JK lub RS (w wersji synchronicznej i asynchronicznej). Układy MAX V wyposażono w 4 globalne linie zegarowe, którymi można przesyłać sygnały pobrane z wejść zewnętrznych lub wytwarzane wewnątrz układu (rys. 3).