Experimentando con CPLDs.

[josechu]

hola a todos.

para informar, que Hellmut y yo, vamos a empezar con la práctica de unos proyectos, en un sistema de CPLD, (desarrollo de programador lógico),
es un sistema muy bueno, para estudiarlo y aplicarlo a nuestro Hobby, pues puede ofrecer inmensas posibilidades sabiendolo usar claro, también es muy economico.
las practicas las vamos a realizar con el Coolrunner II de Xilinx, y a través de este hilo, iremos publicando nuestros errores y avances, a ellas se pueden unir, todos aquellos que les pudiesen interesar, incluso los que no tengan, miedos ni idea.
a la respuesta de alguno que se pregunte, esto para que sirve, le diria, que para muchas, muchisimas, cosas de electronica de nuestro Hobby, que no se anervie, y si nuestra edad nos lo permite, ya la ireis viendo.

[Genaro Miranda]

Hola a todos!!!

Muy buenos nunca habia visto este aparatito y ni idea para que sirve pero me interesa aprender estos.........

Saludo!!

[josechu]

hola genaro,

para serte sincero te dire, que yo tampoco hace poco tiempo sabia realmente que era este aparato, pero despues de indagar un poco, creo haber descubierto y si no me equivoco, que este modulo con unos pocos perifericos y el programa adecuado, es posible realizar todo lo que hace nuestro proyecto de la placa multifunción y 50 cosas mas diferentes a la vez, como por ejemplo lo del módulo de sonido, emisor/receptor multicanal con los Xbee, incluso puede hacer con ayuda de un gps, que nuestra embarcación regrese al punto del inicio de partida como si de un piloto automatico se tratara, o al menos eso creo.

pero para realizar todo eso, hay que desarrollarlo y actualmente en eso estamos, por lo que se requerira del tiempo necesario, para ir conociendo este nuevo campo, haciendo muchas pruebas antes de que se puedan ver unos resultados optimos.

[Hellmut1956]

Hola amigos

Después de una primer sessión el lunes por la noche también yo llegue al punto de que mi tarjeta funcionase como la de josechu y con su ayuda estamos empesando a investigar la placa en la foto de josechu. También entendimos como grabar nuestros circuitos por USB en esa placa y me imagino que antes de la próxima semana habremos logrado grabar algo. El grán paso será cunado ogremos crear nuestro "propio" programita partiendo del ejemplo suministrado con la placa.

[josechu]

Hola a todos

Efectivamente y como bien ha dicho Hellmut, ya hemos empezado a tomar nuestros primeros pasos con esta plataforma de desarrollo,

Pero he observado, que algunos amigos ya me han consultado, preguntándome, que es realmente esto de la CPLD.

Voy a intentar explicar un poco más o menos en que consiste:

Un dispositivo lógico programable, se basa. En que cualquier función lógica se puede realizar mediante la suma o la combinación de sus dispositivos o bloques lógicos, que pueden ser modificados y almacenados mediante programación.

Una PLD, (sin la C), es un Dispositivo Lógico Programable, que no es mas que un chip, en cuyo interior contiene una estructura con una integración muy alta de circuitos y flexible al usuario, empleado para el desarrollo de circuitos digitales, a diferencia de las puertas lógicas que tienen una función fija. Si a la PLD, le añadimos la C, entonces seria un Dispositivo Lógico Programable Complejo. Ósea más estructura dentro de chip en combinación de diferentes puertas lógicas como las AND y las OR, por ejemplo.

Por eso las CPLD, pueden tener una función indefinida, ya que con ellas, se pueden reemplazar miles, o incluso cientos de miles de puertas lógicas,

La mayoría de la Cpld, utilizan también una memoria tipo Flash, y EEprom, no volátiles, en combinación con sus puertas lógicas, pudiendo ser borradas y reprogramadas tanto como sea necesario.

Como ya he dicho antes, están formadas por una matriz de compuertas AND y otra matriz de compuertas OR, y algunas con registros, estas matrices pueden ser fijas o programable, consiguiendo así las funciones lógicas deseadas mediante un entorno de programación especial, que se puede conseguir gratuitamente en la Web, llamado ISE de Xilinx, nosotros estamos usando la versión 12.1

Bueno espero haber despejado salvo algún error involuntario algunas dudas,

[josechu]

una foto con los dispositivos de la CPLD

[josechu]

esta con las mútiples entradas y salidas, en las que defino cuales son.

[Genaro Miranda]

Hola jose.

Este aparatito es muy parecido al microcontrolador programable?

Muy interesante y para que son entrada y salida? como J1,J2,etc......

Saludo!

[Hellmut1956]

Hola Genaro

Eres muy buena parte de este equipo. estas preguntando las preguntas correctas para ayudarnos a tratar de esclarecer cualquier duda que alguien tiene. Mil gracias.

Permítanme como parte de este equipo responder de mi parte, lo que con seguridad será sumado por la valiosa y muy bien presentada respuesta de josechu. El es fantástico en esto!

Estas partes programables tienen mucho en común con controladores en cierto sentido y nada en otros!

En común con los controladores tienen de ser programables y que el lenguaje y las sentencias de esa lengua, en el caso de las partes programables lenguajes disponibles en las herramientas de todos los proveedores de partes de una índole similar las lenguas de programación como Basic o C, se llaman VHDL y Verilog.

Difieren en que a diferencia de los controladores estas lenguas y sus sentencias no son funciones de software que se ejecuta en un controlador, sino que son lenguas para describir circuitos. A ver si logro explicarme algo!

Imagínense una placa. En esta se encuentran diversas componentes, cuyos pines han sido unidos por las pistas de tal forma, que esto equivale a un esquema electrónico que describe la placa. El esquema de la tarjeta experimental es un ejemplo de un esquema llamémoslo "tradicional". En estas partes como los PLD, CPLD, FPGAs y PSoCs, usando la lengua Verilog o VHDL, se describe el esquema deseado, usando "componentes", que son elementos disponibles en bibliotecas. El "compilador", para quedar en nuestra comparación con los controladores, en nuestro caso llamado ISE, toma el "programa" que escribes y lo transforma en un archivo. Este archivo se graba en la parte. Sigue siendo idéntico al controlador! Pero ahora viene la diferencia! Al grabar este archivo en el CPLD, este CPLD se modifica de tal forma, que ahora contiene todo un esquema electrónico, para seguir usando el ejemplo de una placa electrónica, el CPLD ahora contiene el circuito igual que lo hace una placa que hemos descrito usando la lengua VHDL o Verilog .

Los FPGAs más grandes en el mercado existen en versiones que contienen procesadores o controladores adicionalmente a aquel tipo de funcionalidad que se encuentra en PLDs, CPLDs o FPGAs “normales”. Para quedar usando la comparación de controladores y placas. Estos PLDs, CPLDs y FPGAs “normales requieren ser montados en un placa a la que también le podemos poner un controlador. En aquellos FPGAs y PSoCs bien grandes que contienen procesadores, controladores y/o DSPs, estos son procesadores especiales para computar números, integramos nos solo muchas de las componentes de una placa, sino que también se encuentra integrado el procesador o el controlador.

Los PS0C son “Sistemas-on-Chip”. Como el nombre lo indica, estos han sido desarrollados explícitamente para integrar todo lo que normalmente se encuentra en una placa en una componente, y, eso es lo increíble, casi completamente configurable por el usuario de estas componentes!

En nuestro proyecto somos bien humildes! No queremos hacer al principio más, que integrar un poco de aquellas partes que normalmente se requieren en una placa para completar un circuito alrededor de un controlador. Yo tengo como objetivo personal implementar un esquema que funcione de la forma que cumpla las condiciones que he listado en mi proyecto paso-a-paso del velero Carina par ael panel de alimentación eléctrica del velero.

[Genaro Miranda]

Gracias por tu respuesta.

[josechu]

hola Genaro.

muchas gracias a ti, por el interés tan agradable que nos muestras, ya que tus preguntas como muy correctamente ha dicho nuestro amigo Hellmut, ademas de ser muy valiosas, para nosotros, nos dás animos a que continuemos a seguir profundizando en el aprendizaje y la divulgación de este aparatito como lo llamas.

por favor no dejes de hacer cuantas preguntas estimes oportunas, ya Buscaremos juntos las respuestas, consiguiendo así, que todos aprendamos mejor.

yo por mi parte, intetaré explicar lo antes que me sea posible, el tema de la puertas lógicas, AND y OX, para aquellas personas que lo pudiesen desconcer, ya que lo considero un paso muy importante y básico.
saludos.

[Hellmut1956]

Aquí una información que acabo de recibir del soporte técnico de Xilinx.

Mi Problema: la licencia del ISE Webpack, la herramienta que recomendamos y usamos para nuestro proyecto de la programación, se puede usar en varios ordenadores. para esto hay que copiar el archivo que representa la licencia en este lugar al equivalente en otro ordenador:

C:\.Xilinx\webpack.lic

La causa para enfrentarme con este problema es, que a mi ordenador, por cuestiones de software, se le danaron las interfaces USB. Así instalé la herramienta ISE Webpack an mi ordenador mobil y allí falló la activación de la licencia, debido a que Xilinx solo otorga esta una vez por usuario/empresa. Afortunadamente la herramienta ISe Webpack no verifica la identidad del ordenador permitiendo así este truco!

[josechu]

Hola a todos

A continuación voy a intentar explicar, que és, un PLD. (Dispositivo Lógico Programable).
Para ello, empezaremos desde lo más básico, diciendo que es un dispositivo de cuyas aracterísticas internas, pueden ser modificadas y almacenadas a través de una programación.

El principio se basa, en que cualquier combinación booleana, puede ser expresada como una suma de sus circuitos internos.

Refiriéndonos a este tema, el dispositivo más simple que hay se llama PAL, que consiste en un conjunto o matriz de puertas AND, que pueden ser programadas y en otro conjunto de puertas OR, que generalmente son fijas.

La mayoría de los PLD, como ya he dicho están formados por una matriz de AND y otra matriz de OR, sin embrago algunos incorporan también unos registros, implementando así los recursos de las funciones lógicas necesitadas.

Mediante una matriz de conexiones, que se realizan a través de la programación, se seleccionan, cuales entradas serán conectadas al arreglo de las AND, y cuales serán las salidas OR, obteniendo de esta manera una función lógica determinada para nuestras necesidades con la suma de sus circuitos.

Bien pues llegados a este punto, es donde nos podemos dar cuenta de los diferentes que pueden llegar a ser este dispositivo y un microcontrolador, ya que parece que hay cierta confusión.

mientras que la PLD, no es un sistema inteligente como muy correctamente nos decía Hellmut, ya que este sistema emplea como su nombre indica dispositivo de programación lógica, donde obtendremos unas salidas digitales, dependiendo igualmente de la función lógica o digital de sus entradas, según la programación que realicemos.

en un microcontrolador, podríamos de hacer uso de sus funciones de conversor analógico / digital por ejemplo, además de sus posibles variables, y dependiendo de su entorno o desarrollo, hará tal o cual función, y construir el Hardware para lo que se precise, además naturalmente de su programación.

Bueno sigamos con lo nuestro. un CPLD, (Dispositivo Lógico Programable Complejo). Es lo mismo que una PLD, pero con un nivel mayor de integración, que permite realizar mejor su función reduciendo su espacio, se reduce igualmente su precio y se mejora sustancialmente su fiabilidad, ya que se forma con múltiples bloques lógicos similares a varios PLDs,

Con esto espero haber aclarado un poco en que consiste el aparatito más o menos.

Intentaré continuar explicando como funciona eso de las puertas AND y OR, con unos ejemplos básicos de la electrónica digital, saludos a todos.

[josechu]

Ahora voy a intentar explicar un poco eso de la electrónica digital.

Digital viene de digito, (un dedo), pero en electrónica, lo usamos como un valor fijo determinado, o como una señal fija, que puede ser o bien un uno, o bien un cero.

Si necesitamos utilizar indistintamente los dos valores de ese digito, entonces tendríamos que llamarlo Bit, pudiendo ser en este caso, cambiar ese valor, de un uno a un cero o viceversa.
Al estado que se encuentre ese Bit, le denominamos, alto para el uno, o bajo para el cero, verdadero para el uno o falso para el cero, encendido para el 1, o apagado para el 0. (cero)

¿Fácil verdad?

Bueno seguimos. Con un Bit podemos representar solamente dos valores, que suelen representarse como 0, 1. Para representar o codificar la información de un dispositivo digital, necesitamos una mayor cantidad de bits. Si usamos dos bits, tendremos cuatro combinaciones posibles, que serian las siguientes.

•0 0 - Los dos están "apagados"
•0 1 - El primero de la derecha está "encendido" y el segundo de la izquierda está "apagado"
•1 0 - El primero de la derecha está "apagado" y el segundo de la izquierda está "encendido"
•1 1 - Los dos están "encendidos"

Con estas cuatro combinaciones podemos representar hasta cuatro valores diferentes, y es una de las representaciones más básicas de la electrónica digital, pudiendo así ya empezar con la explicación del funcionamiento de la puerta digital AND.

[josechu]

para poder definir mejor, el funcionamiento de las puertas lógicas interesadas, tomaremos esta ilustracion, como representación gráfica, de las explicaciones y los ejemplos que se iran exponiendo.