Qué es un lenguaje de descripción de hardware, una GAL y un FPGA

Qué es un lenguaje de descripción de hardware, una GAL y un FPGA.

INTRODUCCIÓN

Cuando uno como estudiante va a construir un sistema digital, debe tener conceptos claros sobre lo que es un hardware, software y la relación que existe entre ellos. Una buena forma de comprender las capacidades y limitaciones de un sistema digital es diseñarlo, y hacer que ese diseño se haga realidad en un salón de clases por medio de un prototipo como cuando es aplicado en los circuitos de compuertas lógicas, lo cual hace el aprendizaje más atractivo en otras palabras, se vuelven más interesantes e introducirse en el área de la electrónica. Para la realización de los prototipos, se han considerado una herramienta las cuales son las herramientas de diseño asistido por computador, que con el empleo de un lenguaje de descripción de hardware (HDL) permiten el diseño, la validación y la implementación de un s Investigar qué es un lenguaje de descripción de hardware, una GAL y un FPGA.

sistema digital.

ÍNDICE

Contenido

Investigar qué es un lenguaje de descripción de hardware, una GAL y un

FPGA. ................................................................... ¡Error! Marcador no definido. 

INTRODUCCIÓN        1

ÍNDICE        1

OBJETIVOS        3

JUSTIFICACIÓN        4

Lenguajes de Descripción de Hardware        4

VHDL        5

Historia        5

Ventajas del uso de VHDL para la descripción de hardware:        6

VHDL describe estructura y comportamiento        7

Ejemplo básico de descripción VHDL        8

Elementos sintácticos del VHDL        12

Operadores y expresiones        13

Operadores varios        14

Operadores aritméticos        14

Operadores de desplazamiento        15

Operadores relacionales        15

Operadores lógicos        16

GAL        18

ESTRUCTURA        19

REFERENCIA         ESTÁNDAR        20

CONSTRUCCIÓN        21

FUNCIONAMIENTO        24

FPGA        25

Principales Características de un FPGA        25

FPGA frente a ASIC        26

Programación        26

Aplicaciones        27

CONCLUSIÓN        28

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS        29

FIGURA 1 1.Esquema del ejemplo básico en VHDL. .............................................. 9

FIGURA 1 2.Estructura básica de un GAL ............................................................ 19

FIGURA 1 3.Ejemplo de una macrocelda para una GAL22V10 ............................ 20

FIGURA 1 4.Forma constructiva de GAL16V8 ...................................................... 21

FIGURA 1 5.Macrocelda lógica de salida (OMC) para GAL16V8 ......................... 22

FIGURA 1 6.Distribución de terminales de un GAL16V8 ...................................... 23

FIGURA 1 7.Configuración interna de la OLMC de un GAL16V8 ......................... 23

FIGURA 1 8.Estructura básica para dos variables de entrada y una salida .......... 24

FIGURA 1 9.Arreglo para dos variables de entrada y una salida X ....................... 24

FIGURA 1 10.Ejemplo de tarjeta de desarrollo que incorpora una FPGA ............. 28

OBJETIVOS

Obtener conocimientos más amplios de lo que es un lenguaje de descripción  de hardware  

• Investigar que es un lenguaje de descripción de hardware
• Conocer los códigos que utiliza con frecuencia
• Estudiar las generalidades de un HDL
• Conocer sus diferentes aplicaciones

JUSTIFICACIÓN  

Este camino introduce al estudiante en la línea de diseño de hardware, que puede ser muy prioritaria en temas de proyectos de grado enfocados en estas nuevas tecnologías, dando paso al desarrollo de trabajos de investigación a nivel de postgrado. Básicamente prepararnos para profesionalizarnos en el área de programación de hardware’s  de digitales.

Lenguajes de Descripción de Hardware 

Los lenguajes de descripción de hardware (HDLs) son utilizados para describir la arquitectura y comportamiento de un sistema electrónico los cuales fueron desarrollados para trabajar con diseños complejos. Comparando un HDL con los lenguajes para el desarrollo de software vemos que en un lenguaje de este tipo un programa que se encuentra en un lenguaje de alto nivel (VHDL) necesita ser ensamblado a código máquina (compuertas y conexiones) para poder ser interpretado por el procesador. De igual manera, el objetivo de un HDL es describir un circuito mediante un conjunto de instrucciones de alto nivel de abstracción para que el programa de síntesis genere (ensamble) un circuito que pueda ser implementado físicamente.

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