CPLD’ye Giriş

Elektronik parçaları daha verimli kullanabilmek için ve birbirleriyle uyum sağlaması açısından kullanılan CPLD’nin özellikleri bu yazıda

CPLD (Complex Programmable Logic Device) yani “Karmaşık Programlanabilir Lojik Aygıt” ‘ın kısaltılmasıdır.

Birçok elektronik devre tasarımı ile uğraşanlar devrelerinde lojik kapılar, sayıcılar , karşılaştırıcılar, flip floplar ve seri paralel shift register gibi hazır entegreleri kullanırlar. Bu tarz TTL ve CMOS entegreler standart olarak 4-6-8 kapı içerirler. Mesela 7404 entegresi not kapısı içerir ve bir kılıf içerisinde 6 adet not kapısı vardır. Devrelerimizde bazen bu entegrenin tamamını bazen o entegreden birden fazla bazen de o entegrenin 1 kapısını kullanırız. Bazen de devrelerimiz de 8-10 taneden fazla entegre kullandığımız olur. Bu da baskı devrenin büyümesine, fazla yer kaplamasına neden olur. Veya her entegrenin içinde 1-2 kapı kullandığımız da kullanılmayan kısımları israf olacaktır. Dolayısı ile baskı devrenin büyümesi maliyeti artıracaktır. Maliyetlerin artmasının yanı sıra elektronik komponent sayısı artacağından dolayı montaj süresi uzayacak ve zorlaşacaktır. Tasarlanan devrelerin arızalanması durumunda hata bulma zorlaşacaktır. Bunların yanı sıra devre büyüklüğünden kaynaklanan elektronik gürültü, ısı artışı olacaktır. Pcb üzerindeki uzayan yollardan dolayı enerji kaybı olacaktır. Devre büyük olduğundan dolayı stabil çalışma ortamını sağlamak zorlaşacaktır. Aynı devrede farklı firmaların entegrelerini de kullandığımızı düşünürsek çoğu zaman uyum sorunu da yaşamamak elde değildir. Buna örnek olarak bir kapı entegresi 100 mhz nin üzerinde çalışırken bir binary counter’ın çalışma frekansı 35-40 mhz lerde kalmasıdır. Bu da hıza ihtiyaç duyduğumuz tasarımlarda “F” veya “AC” “ACT” serisi entegreler kullanmamıza; dolayısıyla extra maliyete sebep olacaktır.

İşte CPLD ler bu tip bir çok sorunu ortadan kaldırmak için yeterli olacaktır. CPLD ler VERILOG ve VHDL dilleri ile programlanırlar. Bunlar ileri düzey programlama dilleri oldukları için ve yeterli kaynak bulunmadığı için ülkemizde çok az kullanıcısı vardır. Teknolojinin gelişmesi ile bu zorluklar ortadan kaldırılabilir hale gelmiştir. Çoğu tasarım programı bu dillerin yanı sıra şematik olarak tasarım yapmaya da olanak sağlar.

Elektronik piyasasında en yaygın CPLD üreticisi olarak XILINX ve ALTERA firmaları bilinmektedir. Biz XILINX firmasının CPLD çiplerini inceleyeceğiz. XILINX firmasının ürünlerini bu firmanın geliştirdiği XILINX ISE  programını kullanarak tasarım yaparız ve programlarız. ISE programı ile şematik , verilog ve vhdl dilleri ile tasarım yapılabilir. Isis programında devre tasarımını çizimle yaptığınız gibi şematik programlama ile tasarım yapabilirsiniz.

Xilinx firmasının XC9536, XC9572 gibi XC95XX serileri en yaygın olan CPLD çipleridir. XC9536 =36 macrocell = 800 mantık kapısı , XC9572 =72 macrocell =1600 mantık kapısı içerir. Bu çipler çoğu tasarımımız için idealdir. Ve fiyatları standart entegrelerle yaptığımız tasarımların büyüklüğüne ve kullanılan entegre sayılarına bakıldığında gayet cazip kalmaktadır.

Bir dahaki sayıda XC9572 seri CPLD leri daha yakından tanıyıp ISE programının kullanımını inceleyeceğiz ve ilk tasarımımızı yapacağız. CPLD çiplerini ve programlama kitlerini www.mikrolojik.com adresinden veya www.xilinx.com adresinden temin edebilirsiniz.

Bir daha ki sayıda görüşmek üzere.

Emin DEMİR

emind25@hotmail.com