Familles de composants programmables

EPLD

Version : 7.01 de novembre 1999
(Version allégée)

par J. Weiss

4 CPLD : Altera
4.1 Introduction
Altera est une société qui a démarré en 1984 par la vente d'EPLD, domaine dans lequel elle a apporté des idées novatrices (technologie CMOS UV-EPROM, par exemple) ; depuis, en 1988, elle a lancé une gamme de produits, les MAX (Multiple Array matriX) qui reprennent en partie l'architecture des EPLD en y ajoutant des modules permettant d'augmenter considérablement la souplesse d'emploi, et donc la puissance de traitement. Cette famille comporte 3 générations de produits, la première dénommée MAX5000, la deuxième, arrivée en 1991, appelée MAX7000 et la troisième, introduite en 1995, appelée MAX 9000 ; la gamme de complexité s'étend de 600 à 12.000 portes logiques utilisables.
Ces circuits sont réalisés en technologie CMOS et la technologie de programmation utilisée été initialement de type UV-EPROM (MAX5000 et premiers MAX7000) puis, en 1993 est apparue la technologie EEPROM.




Figure MX.1 : Technologie CMOS EPROM
A partir de 1995, Altera a proposé la programmation du composant de type ISP (In-System Programming), la mise en œuvre ressemble à la configuration des FPGA SRAM et au bus JTAG puisque l'on a besoin de seulement 4 connexions ; le principal intérêt est que le composant peut être programmé à son emplacement, il n'y a donc plus besoin de support.



Figure MX.2 : Programmation ISP

4.2 Architecture de base
La structure de base est un LAB (Logic Array Block) qui comprend (figure MX.3) un réseau de macrocellules de type EPLD, un bloc d'E/S et un module d'expansion ; c'est ce dernier qui va apporter de la souplesse à l'architecture. Chacun des éléments du LAB dispose d'accès à des bus d'interconnexions, comme sur les EPLD complexes, ces bus peuvent être locaux, globaux ou d'E/S.



Figure MX.3 : Structure de base (LAB)
Suivant la complexité, les composants disposent d'un ou plusieurs LAB, ceux-ci sont reliés au réseau d'interconnexions programmable, le PIA (Programmable Interconnect Array) ; un LAB peut être connecté à des bornes d'E/S (figure MX.4).



Figure MX.4 : architecture d'un MAX
Une caractéristique du PIA est de présenter des temps de propagation identiques quelque soit le trajet parcouru ; ainsi, le placement des composants ne sera pas lié à des problèmes de routage et celui-ci pourra router toutes les cellules.

Composants étudiés dans le polycopié :

  • MAX7000 (1992 - )
  • MAX9000 (1995 - )

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  • 5 CPLD : Xilinx

    5.1 Introduction
    Dans le but d'élargir de champ d'activité de ses produits, et surtout pour s'attaquer à son principal concurrent, Altera, Xilinx a proposé à son catalogue 92 une nouvelle famille de composants de type EPLD (XC7200) ; pour réaliser cela, Xilinx a racheté, début 92 la société Plus Logic qui produisait des EPLD de 2000 et 5000 portes depuis un ou 2 ans.
    Xilinx     a rapidement fait évoluer cette famille de composants vers la famille XC7300, aujourd'hui en voie d'obsolescence.
    Les architectures de ces 2 familles était relativement traditionnelles pour des EPLD de l'époque, elles contenaient toutefois quelques structures inédites pour cette catégorie de composants :


    Xilinx     persiste dans la voie des CPLD avec la famille XC9500 afin de contrer la suprématie d'Altera dans ce domaine ; c'est ainsi que l'on va trouver un certain nombre de similitude avec les composants MAX.

  • Composants étudiés dans le polycopié :
    XC9500 (1995 - )

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